[发明专利]一种基于智能演化的自平衡无人驾驶自行车及其自演化的控制方法

摘要

本发明公开了一种基于智能演化的自平衡无人驾驶自行车及其自演化的控制方法，该自平衡无人驾驶自行车包括自行车、传感器模块、车把控制模块、车体中部控制模块和车体后部控制模块。该控制方法包括自平衡控制和无人驾驶控制两部分。自平衡控制在设定基本规则和演化目标后，基于物理仿真生成基本控制规则集，并在此基础上通过不断提高控制精度和环境复杂度进行控制规则的自演化，最终基于自演化实现自行车的自平衡。本发明无人驾驶自行车通过耦合的控制方法在多种运动状态下具有自平衡功能，同时采用的是间接驱动的方法，并不需要对普通自行车进行进一步的改装，只需要将三个控制器模块安装在普通自行车上，就可以实现自行车的自平衡和无人驾驶。

主权项

1.一种基于智能演化的自平衡无人驾驶自行车，包括自行车、传感器模块，其特征在于，该自行车还包括车把控制模块、车体中部控制模块和车体后部控制模块；/n所述传感器模块用于测量自行车变量，所述自行车变量包括自行车车把偏转角度α、自行车车体偏转角度β、自行车后轮转动角度φ；/n所述车把控制模块位于自行车车把，通过重心调节机构调节车把的重心，实现车把偏转角度α的调节；/n所述车体中部控制模块位于自行车车体中部，通过重心调节机构调节车体中部的重心；/n所述车体后部控制模块位于自行车后部，通过重心调节机构调节车体后部的重心，通过旋转轮机构进行自行车后部的平衡控制和后轮旋转控制；通过后轮旋转控制实现自行车后轮转动角度φ的调节；/n所述车把控制模块、车体中部控制模块和车体后部控制模块各自的重心调节机构和车体后部控制模块的平衡控制，共同实现自行车车体偏转角度β的调节；/n所述自平衡无人驾驶自行车在工作状态下需要由分别分布在三处的车把控制模块、车体中部控制模块和车体后部控制模块三个模块相互配合和调节，以实现该自行车的自平衡；/n选取自行车变量和车把控制模块、车体中部控制模块和车体后部控制模块的控制变量作为关键变量；建立关键变量需要遵循的物理规则，并建立自行车平衡需要满足的关键变量的演化目标；/n在模拟物理仿真空间进行自行车在平地演化环境下的物理仿真，通过进化算法得到一代能保持基本平衡的自行车控制策略；将自行车控制策略产生的数据归纳为基本的控制规则集；通过不断提高控制精度和环境复杂度，不断增加新的控制规则形成新的控制规则集，最终通过多次迭代得到演化后的控制规则集，实现无人驾驶自行车的平衡控制。/n