[发明专利]声控自平衡小车及其控制方法

说明书

本发明提供了一种声控自平衡小车及其控制方法，包括：主控制器、传感器、语音控制器、测速模块编码器、电机驱动器、直流电机、计算机；主控制器与传感器、语音控制器、测速模块编码器、电机驱动器通信连接；其中：传感器用于将采集信号发送给主控制器；语音控制器用于将用户发送的语音信号转化为指令信号后发送给主控制器；测速模块编码器用于将检测的到车速信号进行编码后发送给主控制器；主控制器用于根据接收到的采集信号、指令信号、编码后的车速信号生成针对电机驱动器的控制信号；电机驱动器根据控制信号控制直流电机驱动车体运动。本发明能够对自平衡小车进行语音和远程控制，且检测灵敏度高，满足复杂路况下的平衡控制需求。

技术领域

本发明涉及平衡车技术领域，具体地，涉及声控自平衡小车及其控制方法。

背景技术

平衡车又称为体感车，是一种特殊的轮式移动机器人，其体积小、结构简单、运行灵活，适于在狭窄的空间中运行。而能够根据路况实现车体自身平衡的平衡车被称为自平衡车。自平衡车的车体重心在两轮连接轴中心垂直的顶部，通过车轮前后旋转来维持车体自主平衡。

目前，自平衡车对车体平衡的检测方法灵敏度不高，无法适应复杂路况下的平衡控制需求。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种声控自平衡小车及其控制方法。

第一方面，本发明实施例提供一种声控自平衡小车，包括：主控制器、传感器、语音控制器、测速模块编码器、电机驱动器、直流电机、计算机；所述主控制器与传感器、语音控制器、测速模块编码器、电机驱动器通信连接；其中：

所述传感器，用于将采集信号发送给所述主控制器；所述采集信号包括：车体的实时角度、角加速度；

所述语音控制器，用于将用户发送的语音信号转化为指令信号后发送给所述主控制器；

所述测速模块编码器，用于将检测的到车速信号进行编码后发送给所述主控制器；

所述主控制器，用于根据接收到的采集信号、指令信号、编码后的车速信号生成针对所述电机驱动器的控制信号；

所述电机驱动器根据所述控制信号控制所述直流电机驱动车体运动。

可选地，还包括：与所述主控制器电连接的蓝牙模块，所述蓝牙模块，用于与外部终端的蓝牙模块建立通信链路，以使得用户通过所述外部终端向所述主控制器发送方向操作指令。

可选地，所述主控制器还通过通讯串口与计算机电连接，以使得所述主控制器向计算机发送数据。

可选地，所述主控制器的型号为STM32F103C8T6，主控制器包括：时钟振荡电路、复位电路、USB串口通讯电路以及供电电路；

所述传感器的型号为MPU6050；

所述电机驱动器的型号为TB6612FNG；

所述直流电机的型号为MW25。

可选地，所述语音控制器的型号为MT8870，所述语音控制器包括：音频解码器和语音模块，语音控制器远程接收并处理用户输入的语音信号，将所述语音信号编译成指令信号后发送给所述主控制器。

第二方面，本发明实施例提供一种声控自平衡小车的控制方法，应用于第一方面中任一项所述的声控自平衡小车中；所述方法包括：

初始化声控自平衡小车的主控制器，并在初始化完成之后，通过传感器检测车体的实时角度、角加速度；

判断所述车体的当前角度是否在预设的安全角度范围内；

若所述车体的当前角度在预设的安全角度范围内，则接收语音控制器发送的语音信号，或者外部终端通过蓝牙模块发送的数据，启动测速模块编码器，根据预设的控制策略执行车体的自平衡控制；