平衡车的运动控制方法、装置、设备及存储介质

摘要

本发明公开了一种平衡车的运动控制方法、装置、设备及存储介质，所述方法包括：获取预设路况下平衡车的当前姿态信息，并根据当前姿态信息确定平衡车的第一车轮平衡参数和第二车轮平衡参数；对第一车轮平衡参数和第二车轮平衡参数进行融合处理，获得目标平衡参数；根据目标平衡参数驱动平衡车的电机，以实现运动控制。相较于现有技术，需要依靠身体的控制实现平衡车的左右平衡，而本发明是对获取的第一车轮平衡参数和第二车轮平衡参数进行融合处理，获得目标平衡参数，之后根据目标平衡参数驱动平衡车的电机，实现了平衡车平稳且精准的转向控制，进而提高了用户的骑行体验。

权利要求

1.一种平衡车的运动控制方法，其特征在于，所述平衡车的运动控制方法包括：获取预设路况下平衡车的第一数据和第二数据，根据所述第一数据和所述第二数据对应的数据存储量以及数据类型确定当前姿态信息，并根据所述当前姿态信息确定所述平衡车的第一车轮平衡参数和第二车轮平衡参数；

对所述第一车轮平衡参数和所述第二车轮平衡参数进行融合处理，获得目标平衡参数；

根据所述目标平衡参数驱动所述平衡车的电机，以实现运动控制；

所述获取预设路况下平衡车的第一数据和第二数据，根据所述第一数据和所述第二数据对应的数据存储量以及数据类型确定当前姿态信息的步骤，包括：获取预设路况下平衡车内加速度传感器的第一数据和陀螺仪的第二数据；

获取所述第一数据对应的第一数据存储量；

判断所述第一数据存储量是否满足预设数据存储条件；

在所述第一数据存储量满足所述预设数据存储条件时，获取所述第一数据对应的第一数据类型；

判断所述第一数据类型是否满足预设角速度类型条件；

在所述第一数据类型满足所述预设角速度类型条件时，根据所述第一数据获得实时角速度值，并根据所述第二数据获得角度值；

根据所述实时角速度值和所述角度值确定所述平衡车的当前姿态信息。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述第二数据获得角度值的步骤之前，还包括：获取所述第二数据对应的第二数据类型；

判断所述第二数据类型是否满足预设角度类型条件；

在所述第二数据类型满足所述预设角度类型条件时，执行所述根据所述第二数据获得角度值的步骤。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述获取所述第二数据对应的第二数据类型的步骤之前，还包括：获取所述第二数据对应的第二数据存储量；

判断所述第二数据存储量是否满足预设数据存储条件；

在所述第二数据存储量满足所述预设数据存储条件时，执行所述获取所述第二数据对应的第二数据类型的步骤。

4.如权利要求2或3所述的方法，其特征在于，所述根据所述第一数据获得实时角速度值的步骤，包括：根据所述第一数据确定所述平衡车的角速度；

对所述角速度进行积分处理，获得输出姿态倾角、姿态倾角偏差及噪声值；

根据所述输出姿态倾角、所述姿态倾角偏差及所述噪声值确定实时角速度值。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述根据所述输出姿态倾角、所述姿态倾角偏差及所述噪声值确定实时角速度值的步骤，包括：根据所述输出姿态倾角、所述姿态倾角偏差及所述噪声值，通过预设角速度公式计算实时角速度值；

所述预设角速度公式为：

式中，Y（1 t）为输出姿态倾角，Y（2 t）为姿态倾角偏差，w（t）为噪声值，y（1 t）为卡尔曼滤波器的估计值，y（2 t）为卡尔曼滤波器的偏差值，ugyr（o t）为实时角速度值。

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述根据所述第二数据获得角度值的步骤，包括：根据所述第二数据获取测量噪声值；

根据所述测量噪声值、所述卡尔曼滤波器的估计值及所述卡尔曼滤波器的偏差值，通过预设角度公式计算角度值；

所述预设角度公式为：

式中，v（t）测量噪声值，z（t）为角度值。

7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述当前姿态信息确定所述平衡车的第一车轮平衡参数和第二车轮平衡参数的步骤，包括：对所述当前姿态信息进行分析，获得所述平衡车的行驶状态；

根据所述行驶状态确定所述平衡车的第一车轮平衡参数和第二车轮平衡参数。

8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述根据所述行驶状态确定所述平衡车的第一车轮平衡参数和第二车轮平衡参数的步骤，包括：根据所述行驶状态从预设行驶状态映射关系表中查找对应的样本车轮平衡参数；

根据所述样本车轮平衡参数确定第一样本车轮平衡参数和第二样本车轮平衡参数；

所述预设行驶状态映射关系表中包括行驶状态和样本车轮平衡参数之间的对应关系。

9.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对所述第一车轮平衡参数和所述第二车轮平衡参数进行融合处理，获得目标平衡参数的步骤，包括：根据所述第一车轮平衡参数确定第一电机输出值，并根据所述第一电机输出值和所述第二车轮平衡参数确定第二电机输出值；

对所述第一电机输出值和所述第二电机输出值进行融合处理，获得目标平衡参数。

10.一种平衡车的运动控制装置，其特征在于，所述平衡车的运动控制装置包括：获取模块，用于获取预设路况下平衡车的第一数据和第二数据，根据所述第一数据和所述第二数据对应的数据存储量以及数据类型确定当前姿态信息，并根据所述当前姿态信息确定所述平衡车的第一车轮平衡参数和第二车轮平衡参数；

处理模块，用于对所述第一车轮平衡参数和所述第二车轮平衡参数进行融合处理，获得目标平衡参数；

控制模块，用于根据所述目标平衡参数驱动所述平衡车的电机，以实现运动控制；

所述获取模块，还用于获取预设路况下平衡车内加速度传感器的第一数据和陀螺仪的第二数据；获取所述第一数据对应的第一数据存储量；判断所述第一数据存储量是否满足预设数据存储条件；在所述第一数据存储量满足所述预设数据存储条件时，获取所述第一数据对应的第一数据类型；判断所述第一数据类型是否满足预设角速度类型条件；在所述第一数据类型满足所述预设角速度类型条件时，根据所述第一数据获得实时角速度值，并根据所述第二数据获得角度值；根据所述实时角速度值和所述角度值确定所述平衡车的当前姿态信息。

11.如权利要求10所述的装置，其特征在于，所述获取模块，还用于根据所述第一数据确定所述平衡车的角速度；

所述获取模块，还用于对所述角速度进行积分处理，获得输出姿态倾角、姿态倾角偏差及噪声值；

所述获取模块，还用于根据所述输出姿态倾角、所述姿态倾角偏差及所述噪声值确定实时角速度值。

12.如权利要求10所述的装置，其特征在于，所述获取模块，还用于对所述当前姿态信息进行分析，获得所述平衡车的行驶状态；

所述获取模块，还用于根据所述行驶状态确定所述平衡车的第一车轮平衡参数和第二车轮平衡参数。

13.如权利要求12所述的装置，其特征在于，所述获取模块，还用于根据所述行驶状态从预设行驶状态映射关系表中查找对应的样本车轮平衡参数；

所述获取模块，还用于根据所述样本车轮平衡参数确定第一样本车轮平衡参数和第二样本车轮平衡参数；

所述获取模块，还用于所述预设行驶状态映射关系表中包括行驶状态和样本车轮平衡参数之间的对应关系。

14.如权利要求10所述的装置，其特征在于，所述处理模块，还用于根据所述第一车轮平衡参数确定第一电机输出值，并根据所述第一电机输出值和所述第二车轮平衡参数确定第二电机输出值；

所述处理模块，还用于对所述第一电机输出值和所述第二电机输出值进行融合处理，获得目标平衡参数。

15.一种平衡车的运动控制设备，其特征在于，所述设备包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的平衡车的运动控制程序，所述平衡车的运动控制程序配置为实现如权利要求1至9中任一项所述的平衡车的运动控制方法的步骤。

16.一种存储介质，其特征在于，所述存储介质上存储有平衡车的运动控制程序，所述平衡车的运动控制程序被处理器执行时实现如权利要求1至9任一项所述的平衡车的运动控制方法的步骤。

说明书

平衡车的运动控制方法、装置、设备及存储介质

技术领域

[0001] 本发明涉及平衡车技术领域，尤其涉及一种平衡车的运动控制方法、装置、设备及存储介质。

背景技术

[0002] 运动控制是平衡车研究内容中的关键技术，目前已有的自平衡车产品的运动主要是通过其载体(人)的控制来实现的，前进后退由操作者前倾或后仰来改变整个自平衡车的重心分布从而实现运动，导致现有平衡车不能平稳且精准的转向控制。

[0003] 上述内容仅用于辅助理解本发明的技术方案，并不代表承认上述内容是现有技术。

发明内容

[0004] 本发明的主要目的在于提供了一种平衡车的运动控制方法、装置、设备及存储介质，旨在解决如何实现平衡车平稳且精准的转向控制的技术问题。

[0005] 为实现上述目的，本发明提供了一种平衡车的运动控制方法，所述平衡车的运动控制方法包括：

[0006] 获取预设路况下平衡车的当前姿态信息，并根据所述当前姿态信息确定所述平衡车的第一车轮平衡参数和第二车轮平衡参数；

[0007] 对所述第一车轮平衡参数和所述第二车轮平衡参数进行融合处理，获得目标平衡参数；

[0008] 根据所述目标平衡参数驱动所述平衡车的电机，以实现运动控制。

[0009] 可选地，所述获取预设路况下平衡车的当前姿态信息的步骤，包括：

[0010] 获取预设路况下平衡车内加速度传感器的第一数据和陀螺仪的第二数据；

[0011] 根据所述第一数据获得实时角速度值，并根据所述第二数据获得角度值；

[0012] 根据所述实时角速度值和所述角度值确定所述平衡车的当前姿态信息。

[0013] 可选地，所述根据所述第一数据获得实时角速度值的步骤之前，还包括：

[0014] 获取所述第一数据对应的第一数据类型；

[0015] 判断所述第一数据类型是否满足预设角速度类型条件；

[0016] 在所述第一数据类型满足所述预设角速度类型条件时，执行所述根据所述第一数据获得实时角速度值的步骤。

[0017] 可选地，所述获取所述第一数据对应的第一数据类型的步骤之前，还包括：

[0018] 获取所述第一数据对应的第一数据存储量；

[0019] 判断所述第一数据存储量是否满足预设数据存储条件；

[0020] 在所述第一数据存储量满足所述预设数据存储条件时，执行所述获取所述第一数据对应的第一数据类型的步骤。

[0021] 可选地，所述根据所述第二数据获得角度值的步骤之前，还包括：

[0022] 获取所述第二数据对应的第二数据类型；

[0023] 判断所述第二数据类型是否满足预设角度类型条件；

[0024] 在所述第二数据类型满足所述预设角度类型条件时，执行所述根据所述第二数据获得角度值的步骤。

[0025] 可选地，所述获取所述第二数据对应的第二数据类型的步骤之前，还包括：

[0026] 获取所述第二数据对应的第二数据存储量；

[0027] 判断所述第二数据存储量是否满足预设数据存储条件；

[0028] 在所述第二数据存储量满足所述预设数据存储条件时，执行所述获取所述第二数据对应的第二数据类型的步骤。

[0029] 可选地，所述根据所述第一数据获得实时角速度值的步骤，包括：

[0030] 根据所述第一数据确定所述平衡车的角速度；

[0031] 对所述角速度进行积分处理，获得输出姿态倾角、姿态倾角偏差及噪声值；

[0032] 根据所述输出姿态倾角、所述姿态倾角偏差及所述噪声值确定实时角速度值。

[0033] 可选地，所述根据所述输出姿态倾角、所述姿态倾角偏差及所述噪声值确定实时角速度值的步骤，包括：

[0034] 根据所述输出姿态倾角、所述姿态倾角偏差及所述噪声值，通过预设角速度公式计算实时角速度值；

[0035] 所述预设角速度公式为：

[0036]

[0037] 式中，Y1(t)为输出姿态倾角，Y2(t)为姿态倾角偏差，w(t)为噪声值，y1(t)为卡尔曼滤波器的估计值，y2(t)为卡尔曼滤波器的偏差值，ugyro(t)为实时角速度值。

[0038] 可选地，根据所述第二数据获取测量噪声值；

[0039] 根据所述测量噪声值、所述卡尔曼滤波器的估计值及所述卡尔曼滤波器的偏差值，通过预设角度公式计算角度值；

[0040] 所述预设角度公式为：

[0041]

[0042] 式中，v(t)测量噪声值，z(t)为角度值。

[0043] 可选地，所述根据所述当前姿态信息确定所述平衡车的第一车轮平衡参数和第二车轮平衡参数的步骤，包括：

[0044] 对所述当前姿态信息进行分析，获得所述平衡车的行驶状态；

[0045] 根据所述行驶状态确定所述平衡车的第一车轮平衡参数和第二车轮平衡参数。

[0046] 可选地，所述根据所述行驶状态确定所述平衡车的第一车轮平衡参数和第二车轮平衡参数的步骤，包括：

[0047] 根据所述行驶状态从预设行驶状态映射关系表中查找对应的样本车轮平衡参数；

[0048] 根据所述样本车轮平衡参数确定第一样本车轮平衡参数和第二样本车轮平衡参数；

[0049] 所述预设行驶状态映射关系表中包括行驶状态和样本车轮平衡参数之间的对应关系。

[0050] 可选地，所述对所述第一车轮平衡参数和所述第二车轮平衡参数进行融合处理，获得目标平衡参数的步骤，包括：

[0051] 根据所述第一车轮平衡参数确定第一电机输出值，并根据所述第一电机输出值和所述第二车轮平衡参数确定第二电机输出值；

[0052] 对所述第一电机输出值和所述第二电机输出值进行融合处理，获得目标平衡参数。

[0053] 此外，为实现上述目的，本发明还提出一种平衡车的运动控制装置，所述平衡车的运动控制装置包括：

[0054] 获取模块，用于获取预设路况下平衡车的当前姿态信息，并根据所述当前姿态信息确定所述平衡车的第一车轮平衡参数和第二车轮平衡参数；

[0055] 处理模块，用于对所述第一车轮平衡参数和所述第二车轮平衡参数进行融合处理，获得目标平衡参数；

[0056] 控制模块，用于根据所述目标平衡参数驱动所述平衡车的电机，以实现运动控制。

[0057] 可选地，所述获取模块，还用于获取预设路况下平衡车内加速度传感器的第一数据和陀螺仪的第二数据；

[0058] 所述获取模块，还用于根据所述第一数据获得实时角速度值，并根据所述第二数据获得角度值；

[0059] 所述获取模块，还用于根据所述实时角速度值和所述角度值确定所述平衡车的当前姿态信息。

[0060] 可选地，所述获取模块，还用于根据所述第一数据确定所述平衡车的角速度；

[0061] 所述获取模块，还用于对所述角速度进行积分处理，获得输出姿态倾角、姿态倾角偏差及噪声值；

[0062] 所述获取模块，还用于根据所述输出姿态倾角、所述姿态倾角偏差及所述噪声值确定实时角速度值。

[0063] 可选地，所述获取模块，还用于对所述当前姿态信息进行分析，获得所述平衡车的行驶状态；

[0064] 所述获取模块，还用于根据所述行驶状态确定所述平衡车的第一车轮平衡参数和第二车轮平衡参数。

[0065] 可选地，所述获取模块，还用于根据所述行驶状态从预设行驶状态映射关系表中查找对应的样本车轮平衡参数；

[0066] 所述获取模块，还用于根据所述样本车轮平衡参数确定第一样本车轮平衡参数和第二样本车轮平衡参数；

[0067] 所述获取模块，还用于所述预设行驶状态映射关系表中包括行驶状态和样本车轮平衡参数之间的对应关系。

[0068] 可选地，所述处理模块，还用于根据所述第一车轮平衡参数确定第一电机输出值，并根据所述第一电机输出值和所述第二车轮平衡参数确定第二电机输出值；

[0069] 所述处理模块，还用于对所述第一电机输出值和所述第二电机输出值进行融合处理，获得目标平衡参数。

[0070] 此外，为实现上述目的，本发明还提出一种平衡车的运动控制设备，所述设备包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的平衡车的运动控制程序，所述平衡车的运动控制程序配置为实现如上文所述的平衡车的运动控制方法的步骤。

[0071] 此外，为实现上述目的，本发明还提出一种存储介质，所述存储介质上存储有平衡车的运动控制程序，所述平衡车的运动控制程序被处理器执行时实现如上文所述的平衡车的运动控制方法的步骤。

[0072] 本发明首先获取预设路况下平衡车的当前姿态信息，并根据当前姿态信息确定平衡车的第一车轮平衡参数和第二车轮平衡参数，然后对第一车轮平衡参数和第二车轮平衡参数进行融合处理，获得目标平衡参数，之后根据目标平衡参数驱动平衡车的电机，以实现运动控制。相较于现有技术，需要依靠身体的控制实现平衡车的左右平衡，而本发明是对获取的第一车轮平衡参数和第二车轮平衡参数进行融合处理，获得目标平衡参数，之后根据目标平衡参数驱动平衡车的电机，实现了平衡车平稳且精准的转向控制，进而提高了用户的骑行体验。

附图说明

[0073] 图1是本发明实施例方案涉及的硬件运行环境的平衡车的运动控制设备的结构示意图；

[0074] 图2为本发明平衡车的运动控制方法第一实施例的流程示意图；

[0075] 图3为本发明平衡车的运动控制方法第二实施例的流程示意图；

[0076] 图4为本发明平衡车的运动控制方法第三实施例的流程示意图；

[0077] 图5为本发明平衡车的运动控制装置第一实施例的结构框图。

[0078] 本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

[0079] 应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

[0080] 参照图1，图1为本发明实施例方案涉及的硬件运行环境的平衡车的运动控制设备结构示意图。

[0081] 如图1所示，该平衡车的运动控制设备可以包括：处理器1001，例如中央处理器(Central Processing Unit，CPU)，通信总线1002、用户接口1003，网络接口1004，存储器1005。其中，通信总线1002用于实现这些组件之间的连接通信。用户接口1003可以包括显示屏(Display)、输入单元比如键盘(Keyboard)，可选用户接口1003还可以包括标准的有线接口、无线接口。网络接口1004可选的可以包括标准的有线接口、无线接口(如无线保真(WIreless‑FIdelity，WI‑FI)接口)。存储器1005可以是高速的随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)存储器，也可以是稳定的非易失性存储器(Non‑Volatile Memory，NVM)，例如磁盘存储器。存储器1005可选的还可以是独立于前述处理器1001的存储装置。

[0082] 本领域技术人员可以理解，图1中示出的结构并不构成对平衡车的运动控制设备的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。

[0083] 如图1所示，作为一种存储介质的存储器1005中可以包括操作系统、数据存储模块、网络通信模块、用户接口模块以及平衡车的运动控制程序。

[0084] 在图1所示的平衡车的运动控制设备中，网络接口1004主要用于与网络服务器进行数据通信；用户接口1003主要用于与用户进行数据交互；本发明平衡车的运动控制设备中的处理器1001、存储器1005可以设置在平衡车的运动控制设备中，所述平衡车的运动控制设备通过处理器1001调用存储器1005中存储的平衡车的运动控制程序，并执行本发明实施例提供的平衡车的运动控制方法。

[0085] 本发明实施例提供了一种平衡车的运动控制方法，参照图2，图2为本发明平衡车的运动控制方法第一实施例的流程示意图。

[0086] 本实施例中，所述平衡车的运动控制方法包括以下步骤：

[0087] 步骤S10：获取预设路况下平衡车的当前姿态信息，并根据所述当前姿态信息确定所述平衡车的第一车轮平衡参数和第二车轮平衡参数。

[0088] 易于理解的是，本实施例的执行主体可以是具有数据处理、网络通讯和程序运行等功能的平衡车的运动控制设备，也可以为其他具有相似功能的计算机设备等，本实施例并不加以限制。

[0089] 预设路况可以为用户骑行平衡车行驶的各种路面，可以为上坡路况，还可以为下坡路况等，本实施例并不加以限制。

[0090] 可以理解的是，平衡车的当前姿态信息可以为平衡车的实时角速度值和角度值等，获取预设路况下平衡车的当前姿态信息的步骤可以为，获取预设路况下平衡车内加速度传感器的第一数据和陀螺仪的第二数据，根据第一数据获得实时角速度值，并根据第二数据获得角度值，根据实时角速度值和角度值确定所述平衡车的当前姿态信息等。

[0091] 需要说明的是，本实施例利用其内部的陀螺仪和加速度传感器，来检测车体姿态的变化，也就是说，平衡车双轮两边控制系统通过高精度6轴姿态传感器采集各自的姿态信息，并利用伺服控制系统，精确地驱动电机进行相应的调整，以保持系统的平衡。

[0092] 第一数据可以为利用平衡车内加速度传感器采集的单个角速度或多个角速度等，第二数据可以为利用平衡车内陀螺仪采集的单个角度值或多个角度值等，本实施例并不加以限制。

[0093] 为了能够获取精准的第一数据，根据第一数据获得实时角速度值的步骤之前，还需要获取第一数据对应的第一数据类型，然后判断第一数据类型是否满足预设角速度类型条件，在第一数据类型满足预设角速度类型条件时，根据第一数据获得实时角速度值等。

[0094] 第一数据类型可以为理解为角速度值对应的类型等，预设角速度类型条件可以为角速度对应的类型等，本实施例并不加以限制。

[0095] 假设获取第一数据对应的第一数据类型为A类型，预设角速度类型条件同为A类型，然后判断第一数据类型A类型与预设角速度A类型是否一致，在第一数据类型A类型与预设角速度A类型一致时，根据第一数据获得实时角速度值等。

[0096] 获取第一数据对应的第一数据类型的步骤之前，还需要获取第一数据对应的第一数据存储量，判断第一数据存储量是否满足预设数据存储条件，在第一数据存储量满足预设数据存储条件时，获取第一数据对应的第一数据类型等。

[0097] 第一数据存储量可以为理解为单个角速度或多个角速度对应的存储大小等，预设数据存储条件可以为用户自定义设置，可以为5kb，还可以为5M等，本实施例并不加以限制。

[0098] 假设获取第一数据对应的第一数据存储量为5kb，预设数据存储条件为5kb，则判断第一数据存储量是否与预设数据存储阈值一致，在第一数据存储量与预设数据存储阈值一致时，获取第一数据对应的第一数据类型等。

[0099] 进一步地，为了能够精准获取角度值，根据第二数据获得角度值的步骤之前，还需要获取第二数据对应的第二数据类型，然后判断第二数据类型是否满足预设角度类型条件，在第二数据类型满足预设角度类型条件时，根据第二数据获得角度值等。

[0100] 第二数据类型可以为理解为角度值对应的类型等，预设角速度类型条件可以为角度对应的类型等，本实施例并不加以限制。

[0101] 假设获取第二数据对应的第二数据类型为B类型，预设角度类型条件同为B类型，然后判断第二数据类型B类型与预设角度B类型是否一致，在第二数据类型B类型与预设角度B类型一致时，根据第二数据获得角度值等。

[0102] 获取第二数据对应的第二数据类型的步骤之前，还需要获取第二数据对应的第二数据存储量，判断第二数据存储量是否满足预设数据存储条件，在第二数据存储量满足预设数据存储条件时，获取所述第二数据对应的第二数据类型等。

[0103] 第二数据存储量可以为理解为单个角度值或多个角度值对应的存储大小等，预设数据存储条件可以为用户自定义设置，可以为8kb，还可以为6M等，本实施例并不加以限制。

[0104] 假设获取第二数据对应的第二数据存储量为6M，预设数据存储条件为6M，则判断第二数据存储量是否与预设数据存储阈值一致，在第二数据存储量与预设数据存储阈值一致时，获取第二数据对应的第二数据类型等。

[0105] 根据第一数据获得实时角速度值的步骤可以为，根据第一数据确定平衡车的角速度，之后对角速度进行积分处理，获得输出姿态倾角、姿态倾角偏差及噪声值，最后根据输出姿态倾角、姿态倾角偏差及噪声值确定实时角速度值。

[0106] 根据输出姿态倾角、姿态倾角偏差及噪声值确定实时角速度值的方式可以为，根据输出姿态倾角、姿态倾角偏差及噪声值，通过预设角速度公式计算实时角速度值；

[0107] 预设角速度公式为：

[0108]

[0109] 式中，Y1(t)为输出姿态倾角，Y2(t)为姿态倾角偏差，w(t)为噪声值，y1(t)为卡尔曼滤波器的估计值，y2(t)为卡尔曼滤波器的偏差值，ugyro(t)为实时角速度值。

[0110] 预设角速度公式可以为使用加速度传感器求解姿态角度时需要对输出的角速度作积分处理，可以根据加速度传感器的这种特点构建卡尔曼滤波器中的状态公式。

[0111] 根据第二数据获得角度值的方式可以为，根据第二数据获取测量噪声值，然后根据测量噪声值、卡尔曼滤波器的估计值及卡尔曼滤波器的偏差值，通过预设角度公式计算角度值；

[0112] 预设角度公式为：

[0113]

[0114] 式中，v(t)测量噪声值，z(t)为角度值。

[0115] 加速度计可以检测到运动时空间直角坐标系各个轴上的加速度分量，即可以得到当前运动的空间矢量，通过计算任意一轴与空间矢量的夹角便能够得到该方向当前的姿态角度。

[0116] 根据当前姿态信息确定平衡车的第一车轮平衡参数和第二车轮平衡参数的步骤可以为，对当前姿态信息进行分析，获得平衡车的行驶状态，然后根据行驶状态确定平衡车的第一车轮平衡参数和第二车轮平衡参数等。

[0117] 根据行驶状态确定平衡车的第一车轮平衡参数和第二车轮平衡参数的方式可以为，根据行驶状态从预设行驶状态映射关系表中查找对应的样本车轮平衡参数，然后根据样本车轮平衡参数确定第一样本车轮平衡参数和第二样本车轮平衡参数，之后预设行驶状态映射关系表中包括行驶状态和样本车轮平衡参数之间的对应关系，预设行驶状态映射关系表内存在多个行驶状态和多个样本车轮平衡参数等。

[0118] 第一车轮平衡参数可以为平衡车左轮需要维持平衡所需要的参数等，第二车轮平衡参数可以平衡车右轮需要维持平衡需要的参数等，本实施例并不加以限制。

[0119] 行驶状态可以为加速状态、暂停状态及转向状态等，本实施例并不加以限制。

[0120] 步骤S20：对所述第一车轮平衡参数和所述第二车轮平衡参数进行融合处理，获得目标平衡参数。

[0121] 对第一车轮平衡参数和第二车轮平衡参数进行融合处理，获得目标平衡参数的方式可以为，根据第一车轮平衡参数确定第一电机输出值，并根据第一电机输出值和第二车轮平衡参数确定第二电机输出值，然后对第一电机输出值和第二电机输出值进行融合处理，获得目标平衡参数等。

[0122] 根据第一车轮平衡参数确定第一电机输出值的方式可以为将第一车轮平衡参数进行转换，获得对应的第一电机输出值，还可以为通过平衡控制算法计算出各自平衡所需要的第一电机输出值等。

[0123] 获取第二电机输出值的步骤可以为，两边控制系统以500HZ的高频进行通讯和数据交换，得到对方控制计算所需要的第二电机输出值，还可以为根据第一电机输出值和第二车轮平衡参数确定第二电机输出值等，本实施例并不加以限制。

[0124] 在具体实现中，需要通过自适应算法融合第一电机输出值和第二电机输出值，得到最终的输出电机值即目标平衡参数等。

[0125] 需要说明的是，平衡车控制算法相对现有技术，更加智能。针对不同的负载，不同的骑行路面，不同速度下的骑行，进行了参数优化和匹配。实时采集角度、角速度、行驶速度、当前电流、电压等参数，通过多传感器数据融合，智能识别出当前的骑行状态，并计算出最优参数，达到更好的骑行体验等。

[0126] 步骤S30：根据所述目标平衡参数驱动所述平衡车的电机，以实现运动控制。

[0127] 应理解的是，将得到的目标平衡参数驱动平衡车的电机，以实现运动控制，除此之外，针对平衡车，还可以定制转向阻尼控制算法，实现了平稳且精准的转向控制。使平衡车骑行更加稳定和平滑。在不同负载和不同速度下，转向阻尼算法根据实时动态电压、电流以及速度计算当前最合适的补偿系数，然后通过阻尼滤波计算分别得到两边的转向控制输出，进而根据两边的转向控制输出驱动平衡车的电机，以实现运动控制等。

[0128] 在本实施例中，首先获取预设路况下平衡车的当前姿态信息，并根据当前姿态信息确定平衡车的第一车轮平衡参数和第二车轮平衡参数，然后对第一车轮平衡参数和第二车轮平衡参数进行融合处理，获得目标平衡参数，之后根据目标平衡参数驱动平衡车的电机，以实现运动控制。相较于现有技术，需要依靠身体的控制实现平衡车的左右平衡，而本实施例是对获取的第一车轮平衡参数和第二车轮平衡参数进行融合处理，获得目标平衡参数，之后根据目标平衡参数驱动平衡车的电机，实现了平衡车平稳且精准的转向控制，进而提高了用户的骑行体验。

[0129] 参考图3，图3为本发明平衡车的运动控制方法第二实施例的流程示意图。

[0130] 基于上述第一实施例，在本实施例中，所述步骤S10，还包括：

[0131] 步骤S101：获取预设路况下平衡车内陀螺仪的第一数据和加速度传感器的第二数据。

[0132] 预设路况可以为用户骑行平衡车行驶的各种路面，可以为上坡路况，还可以为下坡路况等，本实施例并不加以限制。

[0133] 可以理解的是，平衡车的当前姿态信息可以为平衡车的实时角速度值和角度值等，获取预设路况下平衡车的当前姿态信息的步骤可以为，获取预设路况下平衡车内加速度传感器的第一数据和陀螺仪的第二数据，根据第一数据获得实时角速度值，并根据第二数据获得角度值，根据实时角速度值和角度值确定所述平衡车的当前姿态信息等。

[0134] 需要说明的是，本实施例利用其内部的陀螺仪和加速度传感器，来检测车体姿态的变化，也就是说，平衡车双轮两边控制系统通过高精度6轴姿态传感器采集各自的姿态信息，并利用伺服控制系统，精确地驱动电机进行相应的调整，以保持系统的平衡。

[0135] 第一数据可以为利用平衡车内加速度传感器采集的单个角速度或多个角速度等，第二数据可以为利用平衡车内陀螺仪采集的单个角度值或多个角度值等，本实施例并不加以限制。

[0136] 步骤S102：根据所述第一数据获得实时角速度值，并根据所述第二数据获得角度值。

[0137] 为了能够获取精准的第一数据，根据第一数据获得实时角速度值的步骤之前，还需要获取第一数据对应的第一数据类型，然后判断第一数据类型是否满足预设角速度类型条件，在第一数据类型满足预设角速度类型条件时，根据第一数据获得实时角速度值等。

[0138] 第一数据类型可以为理解为角速度值对应的类型等，预设角速度类型条件可以为角速度对应的类型等，本实施例并不加以限制。

[0139] 假设获取第一数据对应的第一数据类型为A类型，预设角速度类型条件同为A类型，然后判断第一数据类型A类型与预设角速度A类型是否一致，在第一数据类型A类型与预设角速度A类型一致时，根据第一数据获得实时角速度值等。

[0140] 获取第一数据对应的第一数据类型的步骤之前，还需要获取第一数据对应的第一数据存储量，判断第一数据存储量是否满足预设数据存储条件，在第一数据存储量满足预设数据存储条件时，获取第一数据对应的第一数据类型等。

[0141] 第一数据存储量可以为理解为单个角速度或多个角速度对应的存储大小等，预设数据存储条件可以为用户自定义设置，可以为5kb，还可以为5M等，本实施例并不加以限制。

[0142] 假设获取第一数据对应的第一数据存储量为5kb，预设数据存储条件为5kb，则判断第一数据存储量是否与预设数据存储阈值一致，在第一数据存储量与预设数据存储阈值一致时，获取第一数据对应的第一数据类型等。

[0143] 进一步地，为了能够精准获取角度值，根据第二数据获得角度值的步骤之前，还需要获取第二数据对应的第二数据类型，然后判断第二数据类型是否满足预设角度类型条件，在第二数据类型满足预设角度类型条件时，根据第二数据获得角度值等。

[0144] 第二数据类型可以为理解为角度值对应的类型等，预设角速度类型条件可以为角度对应的类型等，本实施例并不加以限制。

[0145] 假设获取第二数据对应的第二数据类型为B类型，预设角度类型条件同为B类型，然后判断第二数据类型B类型与预设角度B类型是否一致，在第二数据类型B类型与预设角度B类型一致时，根据第二数据获得角度值等。

[0146] 获取第二数据对应的第二数据类型的步骤之前，还需要获取第二数据对应的第二数据存储量，判断第二数据存储量是否满足预设数据存储条件，在第二数据存储量满足预设数据存储条件时，获取所述第二数据对应的第二数据类型等。

[0147] 第二数据存储量可以为理解为单个角度值或多个角度值对应的存储大小等，预设数据存储条件可以为用户自定义设置，可以为8kb，还可以为6M等，本实施例并不加以限制。

[0148] 假设获取第二数据对应的第二数据存储量为6M，预设数据存储条件为6M，则判断第二数据存储量是否与预设数据存储阈值一致，在第二数据存储量与预设数据存储阈值一致时，获取第二数据对应的第二数据类型等。

[0149] 根据第一数据获得实时角速度值的步骤可以为，根据第一数据确定平衡车的角速度，之后对角速度进行积分处理，获得输出姿态倾角、姿态倾角偏差及噪声值，最后根据输出姿态倾角、姿态倾角偏差及噪声值确定实时角速度值。

[0150] 根据输出姿态倾角、姿态倾角偏差及噪声值确定实时角速度值的方式可以为，根据输出姿态倾角、姿态倾角偏差及噪声值，通过预设角速度公式计算实时角速度值。

[0151] 预设角速度公式可以为使用加速度传感器求解姿态角度时需要对输出的角速度作积分处理，可以根据加速度传感器的这种特点构建卡尔曼滤波器中的状态公式。

[0152] 根据第二数据获得角度值的方式可以为，根据第二数据获取测量噪声值，然后根据测量噪声值、卡尔曼滤波器的估计值及卡尔曼滤波器的偏差值，通过预设角度公式计算角度值。

[0153] 加速度计可以检测到运动时空间直角坐标系各个轴上的加速度分量，即可以得到当前运动的空间矢量，通过计算任意一轴与空间矢量的夹角便能够得到该方向当前的姿态角度。

[0154] 步骤S103：根据所述实时角速度值和所述角度值确定所述平衡车的当前姿态信息，并根据所述当前姿态信息确定所述平衡车的第一车轮平衡参数和第二车轮平衡参数。

[0155] 根据当前姿态信息确定平衡车的第一车轮平衡参数和第二车轮平衡参数的步骤可以为，对当前姿态信息进行分析，获得平衡车的行驶状态，然后根据行驶状态确定平衡车的第一车轮平衡参数和第二车轮平衡参数等。

[0156] 根据行驶状态确定平衡车的第一车轮平衡参数和第二车轮平衡参数的方式可以为，根据行驶状态从预设行驶状态映射关系表中查找对应的样本车轮平衡参数，然后根据样本车轮平衡参数确定第一样本车轮平衡参数和第二样本车轮平衡参数，之后预设行驶状态映射关系表中包括行驶状态和样本车轮平衡参数之间的对应关系，预设行驶状态映射关系表内存在多个行驶状态和多个样本车轮平衡参数等。

[0157] 第一车轮平衡参数可以为平衡车左轮需要维持平衡所需要的参数等，第二车轮平衡参数可以平衡车右轮需要维持平衡需要的参数等，本实施例并不加以限制。

[0158] 行驶状态可以为加速状态、暂停状态及转向状态等，本实施例并不加以限制。

[0159] 在本实施中，首先获取预设路况下平衡车内加速度传感器的第一数据和陀螺仪的第二数据，然后根据第一数据获得实时角速度值，并根据第二数据获得角度值，最后根据实时角速度值和角度值确定所述平衡车的当前姿态信息，进而获取平衡车精准的姿态信息。

[0160] 参考图4，图4为本发明平衡车的运动控制方法第三实施例的流程示意图。

[0161] 基于上述第一实施例，在本实施例中，所述步骤S20，还包括：

[0162] 步骤S201：根据所述第一车轮平衡参数确定第一电机输出值，并根据所述第一电机输出值和所述第二车轮平衡参数确定第二电机输出值。

[0163] 根据第一车轮平衡参数确定第一电机输出值的方式可以为将第一车轮平衡参数进行转换，获得对应的第一电机输出值，还可以为通过平衡控制算法计算出各自平衡所需要的第一电机输出值等。

[0164] 获取第二电机输出值的步骤可以为，两边控制系统以500HZ的高频进行通讯和数据交换，得到对方控制计算所需要的第二电机输出值，还可以为根据第一电机输出值和第二车轮平衡参数确定第二电机输出值等，本实施例并不加以限制。

[0165] 步骤S202：对所述第一电机输出值和所述第二电机输出值进行融合处理，获得目标平衡参数。

[0166] 在具体实现中，需要通过自适应算法融合第一电机输出值和第二电机输出值，得到最终的输出电机值即目标平衡参数等。

[0167] 需要说明的是，平衡车控制算法相对现有技术，更加智能。针对不同的负载，不同的骑行路面，不同速度下的骑行，进行了参数优化和匹配。实时采集角度、角速度、行驶速度、当前电流、电压等参数，通过多传感器数据融合，智能识别出当前的骑行状态，并计算出最优参数，达到更好的骑行体验等。

[0168] 在本实施例中，首先根据第一车轮平衡参数确定第一电机输出值，并根据第一电机输出值和第二车轮平衡参数确定第二电机输出值，之后对第一电机输出值和第二电机输出值进行融合处理，获得目标平衡参数，进而获取精准的目标平衡参数，实现平衡车平稳且精准的转向控制。

[0169] 参照图5，图5为本发明平衡车的运动控制装置第一实施例的结构框图。

[0170] 如图5所示，本发明实施例提出的平衡车的运动控制装置包括：

[0171] 获取模块5001，用于获取预设路况下平衡车的当前姿态信息，并根据所述当前姿态信息确定所述平衡车的第一车轮平衡参数和第二车轮平衡参数；

[0172] 处理模块5002，用于对所述第一车轮平衡参数和所述第二车轮平衡参数进行融合处理，获得目标平衡参数；

[0173] 控制模块5003，用于根据所述目标平衡参数驱动所述平衡车的电机，以实现运动控制。

[0174] 在本实施例中，首先获取预设路况下平衡车的当前姿态信息，并根据当前姿态信息确定平衡车的第一车轮平衡参数和第二车轮平衡参数，然后对第一车轮平衡参数和第二车轮平衡参数进行融合处理，获得目标平衡参数，之后根据目标平衡参数驱动平衡车的电机，以实现运动控制。相较于现有技术，需要依靠身体的控制实现平衡车的左右平衡，而本实施例是对获取的第一车轮平衡参数和第二车轮平衡参数进行融合处理，获得目标平衡参数，之后根据目标平衡参数驱动平衡车的电机，实现了平衡车平稳且精准的转向控制，进而提高了用户的骑行体验。

[0175] 进一步地，所述获取模块5001，还用于获取预设路况下平衡车内加速度传感器的第一数据和陀螺仪的第二数据；

[0176] 所述获取模块5001，还用于根据所述第一数据获得实时角速度值，并根据所述第二数据获得角度值；

[0177] 所述获取模块5001，还用于根据所述实时角速度值和所述角度值确定所述平衡车的当前姿态信息。

[0178] 进一步地，所述获取模块5001，还用于获取所述第一数据对应的第一数据类型；

[0179] 所述获取模块5001，还用于判断所述第一数据类型是否满足预设角速度类型条件；

[0180] 所述获取模块5001，还用于在所述第一数据类型满足所述预设角速度类型条件时，执行所述根据所述第一数据获得实时角速度值的操作。

[0181] 进一步地，所述获取模块5001，还用于获取所述第一数据对应的第一数据存储量；

[0182] 所述获取模块5001，还用于判断所述第一数据存储量是否满足预设数据存储条件；

[0183] 所述获取模块5001，还用于在所述第一数据存储量满足所述预设数据存储条件时，执行所述获取所述第一数据对应的第一数据类型的操作。

[0184] 进一步地，所述获取模块5001，还用于获取所述第二数据对应的第二数据类型；

[0185] 所述获取模块5001，还用于判断所述第二数据类型是否满足预设角度类型条件；

[0186] 所述获取模块5001，还用于在所述第二数据类型满足所述预设角度类型条件时，执行所述根据所述第二数据获得角度值的操作。

[0187] 进一步地，所述获取模块5001，还用于获取所述第二数据对应的第二数据存储量；

[0188] 所述获取模块5001，还用于判断所述第二数据存储量是否满足预设数据存储条件；

[0189] 所述获取模块5001，还用于在所述第二数据存储量满足所述预设数据存储条件时，执行所述获取所述第二数据对应的第二数据类型的操作。

[0190] 进一步地，所述获取模块5001，还用于根据所述第一数据确定所述平衡车的角速度；

[0191] 所述获取模块5001，还用于对所述角速度进行积分处理，获得输出姿态倾角、姿态倾角偏差及噪声值；

[0192] 所述获取模块5001，还用于根据所述输出姿态倾角、所述姿态倾角偏差及所述噪声值确定实时角速度值。

[0193] 进一步地，所述获取模块5001，还用于根据所述输出姿态倾角、所述姿态倾角偏差及所述噪声值，通过预设角速度公式计算实时角速度值；

[0194] 所述预设角速度公式为：

[0195]

[0196] 式中，Y1(t)为输出姿态倾角，Y2(t)为姿态倾角偏差，w(t)为噪声值，y1(t)为卡尔曼滤波器的估计值，y2(t)为卡尔曼滤波器的偏差值，ugyro(t)为实时角速度值。

[0197] 进一步地，所述获取模块5001，还用于根据所述第二数据获取测量噪声值；

[0198] 所述获取模块5001，还用于根据所述测量噪声值、所述卡尔曼滤波器的估计值及所述卡尔曼滤波器的偏差值，通过预设角度公式计算角度值；

[0199] 所述预设角度公式为：

[0200]

[0201] 式中，v(t)测量噪声值，z(t)为角度值。

[0202] 进一步地，所述获取模块5001，还用于对所述当前姿态信息进行分析，获得所述平衡车的行驶状态；

[0203] 所述获取模块5001，还用于根据所述行驶状态确定所述平衡车的第一车轮平衡参数和第二车轮平衡参数。

[0204] 进一步地，所述获取模块5001，还用于根据所述行驶状态从预设行驶状态映射关系表中查找对应的样本车轮平衡参数；

[0205] 所述获取模块5001，还用于根据所述样本车轮平衡参数确定第一样本车轮平衡参数和第二样本车轮平衡参数；

[0206] 所述获取模块5001，还用于所述预设行驶状态映射关系表中包括行驶状态和样本车轮平衡参数之间的对应关系。

[0207] 进一步地，所述处理模块5002，还用于根据所述第一车轮平衡参数确定第一电机输出值，并根据所述第一电机输出值和所述第二车轮平衡参数确定第二电机输出值；

[0208] 所述处理模块5002，还用于对所述第一电机输出值和所述第二电机输出值进行融合处理，获得目标平衡参数。

[0209] 本发明平衡车的运动控制装置的其他实施例或具体实现方式可参照上述各方法实施例，此处不再赘述。

[0210] 需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者系统不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者系统中还存在另外的相同要素。

[0211] 上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

[0212] 通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质(如只读存储器/随机存取存储器、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端设备(可以是手机，计算机，服务器，空调器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。

[0213] 以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。