[发明专利]一种平衡装置姿态模拟方法、装置、设备及介质

说明书

本申请提供的平衡装置姿态模拟方法，可以基于平衡自行车的架构模拟平衡自行车的工作状态，包括：获取动量轮电机输出的第一力矩T_r，动量轮电机安装于平衡装置上，且连接有动量轮，第一力矩T_r用于驱动动量轮旋转以输出第二力矩，第二力矩用于调节平衡装置的姿态；获取平衡装置的转向轮的转动速度根据T_r和确定平衡装置的姿态参数，姿态参数用于描述平衡装置的姿态。从而能够通过动量轮电机的输出力矩值和转向轮的转向速度即可获得平衡装置的平衡状态参数，实现了对平衡装置平衡姿态的模拟，不需硬件的参与即可测得不同力矩和转向轮转向速度的情况下平衡装置的平衡状态，降低了平衡调节成本，提升了测试效率。

技术领域

本发明涉及电子技术领域，更具体地说，涉及一种平衡装置姿态模拟方法、装置、设备及介质。

背景技术

自行车是一个非完整、非线性多刚体动力系统，其自平衡控制问题一直是研究的热点，自行车平衡分为动态平衡和静态平衡两种，其中，静态平衡为自行车在前进速度等于0时，在原地保持不动的情况下实现的自身姿态平衡的状态。动态平衡为自行车在前进速度大于0时，在车身相对于地面向前沿直线或曲线运动的情况下实现的自身姿态平衡的状态。

其中，对于动态平衡的过程，可以通过电机控制自行车前把的转动来实现；对于静态平衡的过程，可以在自行车上额外设置一个动量轮，通过动量轮转动过程中产生的扭矩来实现；二者结合，即可分别实现自行车在动态和静态下的平衡。

在上述静态平衡和动态平衡的过程中，需要输入量和输出量的关系进行测试，即，动量轮输出一个力矩，且前把进行一定转向时，自行车的平衡状态会发生怎样的改变。具体平衡状态的改变包括：自行车车架倾斜的倾角，车架的转动速度，自行车前把的转动速度以及动量轮的转动速度等。

现有技术中，上述测试过程主要通过物理实验来完成，即通过控制动量轮电机输出不同的力矩值来观察平衡效果，每实验失败一次，自行车就会跌倒一次，从而对硬件造成一定的损耗，成本较高，同时平衡调节的效率较低。

因此，现有技术中存在的问题还有待于改进。

发明内容

有鉴于此，为解决上述问题，本发明提供的技术方案如下：

一种平衡装置姿态模拟方法，包括：

获取动量轮电机输出的第一力矩T_r，该动量轮电机安装于该平衡装置上，且连接有动量轮，该第一力矩T_r用于驱动该动量轮旋转以输出第二力矩，该第二力矩用于调节该平衡装置的姿态；

获取该平衡装置的转向轮的转动速度

根据该T_r和该确定该平衡装置的姿态参数，该姿态参数用于描述该平衡装置的姿态。

一种平衡装置姿态模拟装置，包括：

第一获取单元，所述第一获取单元用于获取动量轮电机输出的第一力矩T_r，所述动量轮电机安装于所述平衡装置上，且连接有动量轮，所述第一力矩T_r用于驱动所述动量轮旋转以输出第二力矩，所述第二力矩用于调节所述平衡装置的姿态；

第二获取单元，所述第二获取单元用于获取所述平衡装置的转向轮的转动速度

确定单元，所述确定单元用于根据所述第一单元获取的所述T_r和所述第二获取单元获取的所述确定所述平衡装置的姿态参数，所述姿态参数用于描述所述平衡装置的姿态。

可选地，所述平衡装置为平衡自行车，所述平衡自行车包括车架，所述第二力矩用于调节所述车架的姿态；则所述第二获取单元还用于：

获取前把的转动速度所述前把用于连接所述车架与前轮，以控制所述前轮的转向；