一种自行走设备的平衡控制方法和装置制造方法及图纸

本申请提供了一种自行走设备的平衡控制方法和装置，该方法包括：根据自行走设备的平衡状态参数在当前时刻的第一参数值以及在当前时刻之前最近一次采样时刻的第二参数值，并结合当前控制器中配置的控制参数值，预估平衡状态参数在下一采样时刻的第三参数值；当第一参数值、第三参数值以及预设的目标参数值之间不满足预设条件时，从预置的多个控制参数值中，选取控制参数值，并基于选取的控制参数值，该第一参数值和第二参数值，重新预估第三参数值，直至第一参数值、当前预估出的第三参数值与目标参数值之间的关系满足所述预设条件，并利用此时选取出的控制参数值配置控制器。该方法和装置可以提高控制自行走设备运动平衡的精准度和可靠性。

【技术实现步骤摘要】
一种自行走设备的平衡控制方法和装置
本申请涉及自行走设备的平衡控制
，更具体的说是涉及一种自行走设备的平衡控制方法和装置。
技术介绍
目前，自行走设备的研究不断深入，自行走设备也被应用于多个领域，如，自行走设备可以包括自平衡机器人等。为了使得自行走设备在运动状态中能够维持自身的平衡，需要对控制器进行比例积分微分(PID, Proportion-1ntegration-Differentiation)、积分、微分)等控制参数值的控制。为了保持自行走设备自身的平衡，自行走设备的控制器中的PID等参数可能需要大量的实验才能确定。当自行走设备所处的路面不平整或者是出现较大转角等情况时，如果在控制器中配置固定的PID参数，可能无法满足自行走设备在运动中的平衡。可见，现有的对自行走设备的平衡控制的方式存在精度低以及可靠性差的问题。
技术实现思路
有鉴于此，本申请提供一种自行走设备的平衡控制方法和装置，以提高控制自行走设备运动平衡的精准度和可靠性。为实现上述目的，本申请提供如下技术方案:一种自行走设备的平衡控制方法，包括:在到达设定的采样时刻时，获取自行走设备的平衡状态参数的参数值，其中，平衡状态参数为影响所述自行走设备的运动平衡的参数；根据所述平衡状态参数在当前时刻的第一参数值以及在所述当前时刻之前最近一次采样时刻的第二参数值，并结合当前时刻所述自行走设备的控制器中配置的控制参数值，预估所述平衡状态参数在下一采样时刻的第三参数值；当所述平衡状态参数的所述第一参数值、第三参数值以及预设的所述平衡状态参数的目标参数值之间的关系不满足预设条件时，从预置的所述控制器的多个控制参数值中，选取所述控制器的控制参数值，并基于当前选取的所述控制参数值，所述平衡状态参数的第一参数值和第二参数值，重新预估所述第三参数值，直至所述第一参数值、当前预估出的所述第三参数值与所述目标参数值之间的关系满足所述预设条件；依据在所述第一参数值、预估出的第三参数值与所述目标参数值满足所述预设条件时，选取出的控制参数值配置所述控制器。优选的，在所述获取自行走设备的平衡状态参数的参数值之前，还包括:基于预置的多个控制参数值中预先指定的最优控制参数值，对所述控制器进行配置，以使得所述控制器基于所述最优控制参数值控制所述自行走设备的运动平衡。优选的，所述平衡状态参数的所述第一参数值、第三参数值以及预设的目标参数值之间的关系不满足预设条件，包括:确定所述平衡状态参数的第一参数值与所述目标参数值的第一差值，以及当前预估出的所述第三参数值与所述目标参数值的第二差值；如果所述第二差值小于或等于所述第一差值时，则所述平衡状态参数的第一参数值、当前预估出的所述第三参数值以及所述目标参数值之间满足预设条件；则当所述第二差值大于所述第一差值时，所述平衡状态参数的第一参数值、当前预估出的所述第三参数值以及所述目标参数值之间不满足预设条件。优选的，所述平衡状态参数包括:所述自行走设备的倾斜角度；则所述平衡状态参数的所述第一参数值、第三参数值以及预设的目标参数值之间的关系不满足预设条件，包括:所述倾斜角度的第一参数值、第三参数值以及预设的所述倾斜角度的目标参数值之间的关系不满足预设条件。优选的,所述平衡状态参数还包括:所述自行走设备倾斜角速度以及所述自行走设备的运行速度；则，所述从预置的多个控制参数值中，选取所述控制器的控制参数值，并基于当前选取的所述控制参数值，包括:依据倾斜角度的第一参数值与所述目标参数值的第一差值、所述倾斜角度的第三参数值与所述目标参数值的第二差值，并结合当前时刻所述自行走设备倾斜角速度以及所述自行走设备的运行速度，确定所述自行走设备在所述下一采样时刻的倾斜程度；依据所述自行走设备在所述下一采样时刻的倾斜程度，从所述预置的多个控制参数值中，选取与所述倾斜程度匹配的所述控制器的控制参数值。优选的，所述预置的控制参数值为基于与所述自行走设备自身对应的控制模型进行仿真，构建出在维持所述自行走设备运动平衡的条件下，所述控制器所能够配置的控制参数的参数值。优选的，所述控制参数值中包含有所述控制器能够配置的比例、积分、微分PID参数的参数值。优选的，所述自行走设备为自平衡机器人。另一方面，本申请还提供了一种自行走设备的平衡控制装置，包括:采集单元，用于在到达设定的采样时刻时，获取自行走设备的平衡状态参数的参数值，其中，平衡状态参数为影响所述自行走设备的运动平衡的参数；预测单元，用于根据所述平衡状态参数在当前时刻的第一参数值以及在所述当前时刻之前最近一次采样时刻的第二参数值，并结合当前时刻所述自行走设备的控制器中配置的控制参数值，预估所述平衡状态参数在下一采样时刻的第三参数值；参数选取单元，用于当所述平衡状态参数的所述第一参数值、第三参数值以及预设的所述平衡状态参数的目标参数值之间的关系不满足预设条件时，从预置的所述控制器的多个控制参数值中，选取所述控制器的控制参数值，并基于当前选取的所述控制参数值，所述平衡状态参数的第一参数值和第二参数值，重新预估所述第三参数值，直至所述第一参数值、当前预估出的所述第三参数值与所述目标参数值之间的关系满足所述预设条件；重配置单元，用于依据在所述第一参数值、预估出的第三参数值与所述目标参数值满足所述预设条件时，选取出的控制参数值配置所述控制器。优选的，该装置还包括:预配置单元，用于基于预置的多个控制参数值中预先指定的最优控制参数值，对所述控制器进行配置，以使得所述控制器基于所述最优控制参数值控制所述自行走设备的运动平衡，并触发所述采集单元的操作。优选的,所述参数选取单元,包括:差值确定单元，用于确定所述平衡状态参数的第一参数值与所述目标参数值的第一差值，以及当前预估出的所述第三参数值与所述目标参数值的第二差值；第一参数选取子单元，用于当确定所述第二差值大于所述第一差值时，确定所述第一参数值、当前预估出的所述第三参数值与所述目标参数值之间的关系不满足所述预设条件，从预置的所述控制器的多个控制参数值中，选取所述控制器的控制参数值，并基于当前选取的所述控制参数值，所述平衡状态参数的第一参数值和第二参数值，重新预估所述第三参数值，直至所述第一参数值、当前预估出的所述第三参数值与所述目标参数值之间的关系满足所述预设条件。优选的，所述采集单元获取到的所述平衡状态参数包括:所述自行走设备的倾斜角度；所述参数选取单元,包括:目标参数选取单元，用于当所述倾斜角度的第一参数值、第三参数值以及预设的所述倾斜角度的目标参数值之间的关系不满足预设条件时，从预置的所述控制器的多个控制参数值中，选取所述控制器的控制参数值，并基于当前选取的所述控制参数值，所述倾斜角度的第一参数值和第二参数值，重新预估所述第三参数值，直至所述第一参数值、当前预估出的所述第三参数值与所述目标参数值之间的关系满足所述预设条件。优选的，所述采集单元获取到的所述平衡状态参数还包括:所述自行走设备倾斜角速度以及所述自行走设备的运行速度；则，目标参数选取单元,包括:倾斜度确定单元，用于当所述倾斜角度的第一参数值、第三参数值以及预设的所述倾斜角度的目标参数值之间的关系不满足预设条件时，依据倾斜角度的第一参数值与所述目标参数值的第一差值、所述倾斜角度的第三参数值与所述目本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种自行走设备的平衡控制方法，其特征在于，包括：在到达设定的采样时刻时，获取自行走设备的平衡状态参数的参数值，其中，平衡状态参数为影响所述自行走设备的运动平衡的参数；根据所述平衡状态参数在当前时刻的第一参数值以及在所述当前时刻之前最近一次采样时刻的第二参数值，并结合当前时刻所述自行走设备的控制器中配置的控制参数值，预估所述平衡状态参数在下一采样时刻的第三参数值；当所述平衡状态参数的所述第一参数值、第三参数值以及预设的所述平衡状态参数的目标参数值之间的关系不满足预设条件时，从预置的所述控制器的多个控制参数值中，选取所述控制器的控制参数值，并基于当前选取的所述控制参数值，所述平衡状态参数的第一参数值和第二参数值，重新预估所述第三参数值，直至所述第一参数值、当前预估出的所述第三参数值与所述目标参数值之间的关系满足所述预设条件；依据在所述第一参数值、预估出的第三参数值与所述目标参数值满足所述预设条件时，选取出的控制参数值配置所述控制器。

【技术特征摘要】
1.一种自行走设备的平衡控制方法，其特征在于，包括: 在到达设定的采样时刻时，获取自行走设备的平衡状态参数的参数值，其中，平衡状态参数为影响所述自行走设备的运动平衡的参数； 根据所述平衡状态参数在当前时刻的第一参数值以及在所述当前时刻之前最近一次采样时刻的第二参数值，并结合当前时刻所述自行走设备的控制器中配置的控制参数值，预估所述平衡状态参数在下一采样时刻的第三参数值； 当所述平衡状态参数的所述第一参数值、第三参数值以及预设的所述平衡状态参数的目标参数值之间的关系不满足预设条件时，从预置的所述控制器的多个控制参数值中，选取所述控制器的控制参数值，并基于当前选取的所述控制参数值，所述平衡状态参数的第一参数值和第二参数值，重新预估所述第三参数值，直至所述第一参数值、当前预估出的所述第三参数值与所述目标参数值之间的关系满足所述预设条件； 依据在所述第一参数值、预估出的第三参数值与所述目标参数值满足所述预设条件时，选取出的 控制参数值配置所述控制器。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述获取自行走设备的平衡状态参数的参数值之前，还包括: 基于预置的多个控制参数值中预先指定的最优控制参数值，对所述控制器进行配置，以使得所述控制器基于所述最优控制参数值控制所述自行走设备的运动平衡。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述平衡状态参数的所述第一参数值、第三参数值以及预设的目标参数值之间的关系不满足预设条件，包括: 确定所述平衡状态参数的第一参数值与所述目标参数值的第一差值，以及当前预估出的所述第三参数值与所述目标参数值的第二差值； 如果所述第二差值小于或等于所述第一差值时，则所述平衡状态参数的第一参数值、当前预估出的所述第三参数值以及所述目标参数值之间满足预设条件； 则当所述第二差值大于所述第一差值时，所述平衡状态参数的第一参数值、当前预估出的所述第三参数值以及所述目标参数值之间不满足预设条件。4.根据权利要求1或3所述的方法，其特征在于，所述平衡状态参数包括:所述自行走设备的倾斜角度； 则所述平衡状态参数的所述第一参数值、第三参数值以及预设的目标参数值之间的关系不满足预设条件，包括: 所述倾斜角度的第一参数值、第三参数值以及预设的所述倾斜角度的目标参数值之间的关系不满足预设条件。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述平衡状态参数还包括: 所述自行走设备倾斜角速度以及所述自行走设备的运行速度； 贝U，所述从预置的多个控制参数值中，选取所述控制器的控制参数值，并基于当前选取的所述控制参数值，包括: 依据倾斜角度的第一参数值与所述目标参数值的第一差值、所述倾斜角度的第三参数值与所述目标参数值的第二差值，并结合当前时刻所述自行走设备倾斜角速度以及所述自行走设备的运行速度，确定所述自行走设备在所述下一采样时刻的倾斜程度； 依据所述自行走设备在所述下一采样时刻的倾斜程度，从所述预置的多个控制参数值中，选取与所述倾斜程度匹配的所述控制器的控制参数值。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预置的控制参数值为基于与所述自行走设备自身对应的控制模型进行仿真，构建出在维持所述自行走设备运动平衡的条件下，所述控制器所能够配置的控制参数的参数值。7.根据权利要求1至3任一项所述的方法，其特征在于，所述控制参数值中包含有所述控制器能够配置的比例、积分、微分PID参数的参数值。8.根据权利要求1至6任一项所述的方法，其特征在于，所述自行走设备为自平衡机器人。9.一种自行走设备的平衡控制装置，其特征在于，包括: 采集单元，用于在到达设定的采样时刻时，获取自行走设备的平衡状态参数的参数值，其中，平衡状态参数为影响所述自行走设备的运动平衡的参数； 预测单元，用于根据所述平衡状态参数在当前时刻的第一参数值以及在所述当前时刻之前最近一次采样时刻的第...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘建鑫，任冠佼，
申请(专利权)人：联想北京有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11