[发明专利]一种用于压力传感式代步车的控制方法

摘要

本发明公开了一种用于压力传感式代步车的控制方法，采取了三轴坐标系与参数修正方式，确保任意在压力传感器量程范围内体重的骑行者所骑行时的压力范围相同，在X轴与Y轴在经过多次处理后得出及时响应重心变化的输出值，同时为了保护骑行者的安全，对两驱动轮，受压力面为平板结构的代步车，结合体重变化曲线，融入重心变化加速度，同时加入多个安全保护措施，确保重心变化与加速度变化同步，避免驾驶过程中的安全隐患，提升用户体验，具有良好的应用前景。

主权项

1.一种用于压力传感式代步车的控制方法，其特征在于：通过检测人体重心变化，配合当前的左、右轮电机速度，调整加速度以及时响应人体重心的变化，计算出当前左、右轮电机速度的调整量，实现压力传感式代步车的控制，包括以下步骤，步骤(A)，采集代步车的压力信息，形成三轴坐标系；(A1)根据代步车压力面板上的四个压力传感器，计算得出三组信息，三组信息包括人体重心在Y轴方向的重心变化量Y、人体重心在X轴方向的重心变化量X以及人体的体重W；(A2)将三组信息，构成一个压力系数变化的三轴坐标系，以车体的重心为零点；车体左右方向为X轴，且向右为X正；车体前后方向为Y轴，且向前为Y正，三轴坐标系的关系式，计算方式有两种，当四个压力传感器处于正方形分布时，公式如下，其中，A、B、C、D为四个压力传感器所采集到的压力值，A位于车体左上，B位于车体右上，C位于车体左下，D为车体右下，Kw为代步车压力面板上压力值与实际kg量之间的比例系数；四个压力传感器处于菱形分布时，公式如下：其中，A、B、C、D为四个压力传感器所采集到的压力值，A位于车体前侧，B位于车体左侧，C位于车体右侧，D为车体后侧，Kw为代步车压力面板上压力值与实际kg量之间的比例系数；步骤(B)，对人体体重系数的修正；利用人体体重系数修正曲线，进行不同人体的重心变化量统一，公式如下，其中，Ws为人体的体重W稳定后的值，人体的体重W稳定的判断方法为在1s内体重W的波动不超过1kg，Xw、Yw为经过修正以后的人体重心在X轴方向、Y轴方向的重心变化量；步骤(C)，根据下式，分别计算人体重心在Y轴方向的重心变化量Y、在X轴方向的重心变化量X的变化速度Ydelta、Xdelta；其中，Ydelta为人体重心在Y轴方向的变化速度、Xdelta为人体重心在X轴方向的变化速度、Xold、Yold为上一次采样时修正以后的人体重心在X轴方向、Y轴方向的重心变化量；步骤(D)，根据融合曲线的方法，如下式所示，人体重心在X轴方向的重心变化量X进行修正；其中，Xaout为经过曲线融合变化后的人体重心在X轴方向上的重心变化量，M为等比例线与抛物线之间分界点值，abs(Xw)为Xw的绝对值；步骤(E)，对X轴转向速度进行限制，在高速段时将限制转向，X轴转向限制速度Xlimit，如下式所示，其中，S_now为当前的行驶速度，当前行驶速度的运算方法为S_r、S_l为当前左、右轮的速度；步骤(F)，人体重心在X轴方向的变化速度Xdelta在X轴转向的融合，如下式所示，其中，Kmix为体重为Wstandard的驾驶者所适应的Xdelta比例系数，Xmix为融合了限制速度Xlimit与重心变化速度Xdelta后的人体重心在X轴方向上的重心变化量；步骤(G)，X轴转向的闭环调节；(G1)引入了转向的闭环系统，如下式所示，其中，Snow为当前的行驶速度，Sr、Sl为当前左、右轮的速度，Xlnow为上一X轴变化量对于左轮的输出量，Xrnow为上一X轴变化量对于右轮的输出量；(G2)根据下式，计算得出当前左、右方向的转向X量，其中，Xlnow‑delta为当前X轴上重心变化量与上一X轴变化量对于左轮输出量之间的差，Xrnow‑delta为当前X轴上重心变化量与上一X轴变化量对于右轮输出量之间的差；(G3)根据下式，计算得出左、右轮的目标转向X量与当前转向X量之间的差量，即当前X轴变量对于左、右轮的输出量；其中，Slout、Srout分别是当前X轴变量对于左、右轮的输出量，Kp为Xmix的比例系数，Ki为Xlnow‑delta与Xrnow‑delta的比例系数；步骤(H)，计算人体重心在Y轴方向的Y轴加速度Yout，包括加速段、稳速段、减速段，其中，Padd为加速段的起点，Pkeep‑Padd为稳速段的范围，Pdec‑Pkeep为减速段的范围，Pdec为减速段的起点，Padd与Pkeep为正值，Pdec为负值；(H1)在加速段的Y轴加速度，如下式所示，其中，Kfy为人体重心在Y轴方向的重心变化量Yw在加速情况下的比例系数，Kfyd为人体重心在Y轴方向的重心变化速度Ydelta在加速情况下的比例系数；(H2)在减速段的Y轴加速度，减速段分为减速与刹车两个部分，如下式所示，其中，Kdy为人体重心在Y轴方向的重心变化量Yw在倒车情况下的比例系数，Kby为人体重心在Y轴方向的重心变化量在减速情况下的比例系数，Kbys为当前行驶速度Snow在减速情况下的比例系数，在减速时，当车体行驶速度越快时，车辆的减速度越高；步骤(I)，根据人体重心在Y轴方向的Y轴加速度Yout，得出Y轴方向当前的速度输出量Sy，如下式所示，Sy＝Syold+Yout其中，Syold为Y轴上一次的速度输出量Sy；步骤(J)，根据当前X轴变量对于左、右轮的输出量、Y轴方向当前的速度输出量Sy，计算左、右电机的速度调整量Slt与Srt，如下式所示，