一种滑板车启动和速度控制方法技术

本发明专利技术涉及一种滑板车启动和速度控制方法，通过安装加速度计，读取加速度值，通过加速度值的变化来进行滑板车的启动和速度控制。本方法不用使用遥控手柄，或者手机来控制滑板车，通过类似传统非电动滑板车，脚蹬地面产生动力的方式，来启动和控制滑板车的运行与速度，增加了使用者的舒适性，让四轮滑板车玩起来更方便有趣。通过这种方式滑板车更有利于变换各种花样动作。

A method for starting and speed control of scooter

The invention relates to a starting and speed control method for a scooter. The acceleration value is read by installing an accelerometer, and the starting and speed control of the scooter are carried out by changing the acceleration value. This method does not use remote control handles or mobile phones to control the skateboards. It starts and controls the operation and speed of the skateboards by the way similar to the traditional non-electric skateboards, which makes the four-wheeled skateboards more convenient and interesting to play with. In this way, scooters are more conducive to changing all kinds of tricks.

【技术实现步骤摘要】
一种滑板车启动和速度控制方法
本专利技术属于自动化控制
，具体涉及一种滑板车启动和速度控制方法。
技术介绍
对于现有四轮滑板车来说有传统脚踩地提供动力，保证滑板车运动。现在市面出现一种电动四轮滑板车，通过使用一个遥控手柄来控制滑板车运行和速度。这是目前市面已有电动滑板车最大的控制方式。而现在市面上电动滑板车，通过滑板车蓝牙与手机连接，通过手机APP取得手机音量按键权限，音量按键控制滑板车运行速度。而现有的无人机技术里，通过使用姿态传感器，其中最重的一个传感器是加速度计，通过测量无人机飞行过程中xyz三个轴向的加速度，以及角速度，经过坐标变换获得无人机的机体坐标系下的角度和角速度，来控制无人机的姿态。可以借鉴无人机姿态解算这个方式。现有四轮电动滑板车是通过使用遥控手柄和手机来控制滑板车启动和速度的改变，使滑板车使用起来更加的复杂。
技术实现思路
要解决的技术问题为了避免现有技术的不足之处，本专利技术提出一种滑板车启动和速度控制方法。可以不用使用遥控手柄以及手机，就能启动和改变滑板车的速度，以及使滑板车停止，增加了滑板车的舒适性。技术方案一种滑板车启动和速度控制方法，其特征在于步骤如下：步骤1：在滑板车上安装加速度计，加速度计的x轴正方向与滑板车前进方向一致；步骤2：读取加速度值，如果加速度值大于给定阈值a1且此刻之前的加速度值绘制成的曲线的斜率大于零,则控制器发送速度控制信号给驱动器，通过驱动器来改变电机转速，滑板车开始启动,滑板车进入速度0档状态；步骤3：继续读取加速度值，如果在间隔一定时间后加速度值大于给定阈值a2且此刻之前的加速度值绘制成的曲线的斜率大于零,则控制器发送速度控制信号给驱动器，通过驱动器来提高电机转速，滑板车进入速度1档状态；步骤4：继续读取加速度值，如果在间隔一定时间后加速度值大于给定阈值a2且此刻之前的加速度值绘制成的曲线的斜率大于零,则控制器发送速度控制信号给驱动器，通过驱动器来提高电机转速，滑板车进入速度2档状态；步骤5：继续读取加速度值，如果在间隔一定时间后加速度值小于给定阈值a3且此刻之前的加速度值绘制成的曲线的斜率小于零,则控制器发送刹车控制信号给驱动器，通过驱动器来减低电机转速至零，滑板车进入刹车状态。加速度计型号为MPU6050。间隔一定时间为3s。有益效果本专利技术提出的一种滑板车启动和速度控制方法，该滑板车启动控制速度方法不用使用遥控手柄，或者手机来控制滑板车，通过类似传统非电动滑板车，脚蹬地面产生动力的方式，来启动和控制滑板车的运行与速度，增加了使用者的舒适性，让四轮滑板车玩起来更方便有趣。通过这种方式滑板车更有利于变换各种花样动作。附图说明图1是本专利技术坐标系建立的原理图图2是通过加速度控制速度具体模块使用图图3是启动滑板车、控制滑板车两档速度和使滑板车停止流程图。具体实施方式现结合实施例、附图对本专利技术作进一步描述：图1出示本专利技术滑板车启动控制速度方法的具体实施方式：如图1所示，该滑板车启动控制速度方法通过三轴加速度计来测量滑板车本身的三个轴向的加速度。假设滑板车车头方向为x轴，z轴垂直于滑板车车身垂直指向地面，y轴垂直于xoz平面即垂直于车身截面，方向使用右手定则，大拇指指向z轴方向，四指指向x轴方向，垂直于手心的方向即为y轴方向，通过测量滑板车x轴方向的加速度来识别滑板车的运动状态。由牛顿定理知道，有力就会产生加速度。当使用者一只脚在滑板车上，另一只脚蹬地面往前推车，就会给滑板车一个指向x轴的力，就会在x轴方向产生一个加速度；使用四轮滑板车，使用者会蹬地面两次来给滑板车助力使滑板车运行，测量滑板车这两次的加速度，加速度表现为，起初滑板车静止，脚踩地面产生推力，加速度突然增大，随着脚离地，加速度又会立马减小，因为人站上滑板，滑板车对地面压力变大，由于摩擦因数没变，压力变大，所以摩擦力变大，滑板车的加速度又会反向增大，随着滑板车速度减小到零，加速度又会减小到零；只有一次助力，站上滑板车，加速度变化会从零增加到一个正值在快速减小到零，反向增大为一个负值，在减小到零，通过检测加速度为正值的这个变化过程，来判断使用者希望滑板车运行，可以通过检测一次，就启动滑板车，间隔几秒，当再次检测到这个变化，滑板车就加速二挡，一次类推，根据需要设置最大档次，或者当在几秒内检测到两次变化开始启动滑板车，之后每检测到一次变化，滑板车加速一次；滑板车停车时，使用者通过一只脚接触地面对滑板车产生一个拉力，滑板车的加速度变化为，起初滑板车匀速运行，因电力转化为机械力，加速度为零，当使用者对滑板车产生一个拉力，滑板车x轴会产生一个反向的加速度，加速度会反向增大，检测到这个变化，关闭滑板车运行，滑板车失去动力，此时滑板车收到地面摩擦力和人的拉力，加速度会急剧增大，随着速度的减小到零，加速度又会变为零。该滑板车启动控制速度方法由如下步骤实现：(1)安装加速度计，按照加速度计传感器自身定义的xyz三轴方向的坐标，如果随意安装传感器需使用旋转矩阵进行位置纠正。通过乘以相应的旋转矩阵使得传感器的一个轴与滑板车前进方向一致。假设加速度计x轴正方向与滑板车前进方向一致。(2)当使用者一只脚在滑板车上，另一只脚蹬地面往前推车，就会给滑板车一个指向x轴的力，就会在x轴方向产生一个加速度；通过定期读取加速度计数据。判断一只脚蹬地给滑板车产生的加速度值是否大于a0(a0是阈值经过测试获得)。如果大于a0，则控制器发送速度控制信号给驱动器，通过驱动器来改变电机转速。这是蹬地一次启动滑板车。(3)使用四轮滑板车，使用者会蹬地面两次来给滑板车助力使滑板车运行，测量滑板车这两次的加速度，判断两次的加速度值都是大于阈值a0则控制器发送速度控制信号给驱动器，驱动器来改变电机转速。而其中滑板车在蹬地面加速度变化的趋势，起初滑板车静止，脚踩地面产生推力，加速度突然增大，随着脚离地，加速度又会立马减小，因为人站上滑板，滑板车对地面压力变大，由于摩擦因数没变，压力变大，所以摩擦力变大，滑板车的加速度又会反向增大，随着滑板车速度减小到零，加速度又会减小到零；通过串口发送数据给电脑记录加速度变化过程，从而设定阈值。(4)如果只有一次助力，站上滑板车，加速度变化会从零增加到一个正值在快速减小到零，反向增大为一个负值，在减小到零，通过计算加速度变化的斜率和判断是否大于阈值a0，来控制滑板车运行，可以通过检测一次，就启动滑板车，间隔几秒，当再次检测到这个变化，滑板车就加速二挡，以次类推，根据需要设置最大档次，或者当在几秒内检测到两次变化开始启动滑板车，之后每检测到一次变化，滑板车加速一次；(5)滑板车停车时，使用者通过一只脚接触地面对滑板车产生一个拉力，滑板车的加速度变化过程是：起初滑板车匀速运行，因电力转化为机械力，加速度为零，当使用者对滑板车产生一个拉力，滑板车x轴会产生一个反向的加速度，加速度会反向增大，检测到加速度变化曲线的斜率小于0并且判断加速度是否小于b0(小于0的一个阈值)，控制器输出速度为0指令给驱动器。使得滑板车停止运行，滑板车失去动力，此时滑板车收到地面摩擦力和人的拉力，加速度会急剧增大，随着速度的减小到零，加速度又会变为零。根据图2-3所示，具体实施步骤如下：步骤1：在滑板车上安装加速度计(MPU6050)，加速度计本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种滑板车启动和速度控制方法，其特征在于步骤如下：步骤1：在滑板车上安装加速度计，加速度计的x轴正方向与滑板车前进方向一致；步骤2：读取加速度值，如果加速度值大于给定阈值a1且此刻之前的加速度值绘制成的曲线的斜率大于零,则控制器发送速度控制信号给驱动器，通过驱动器来改变电机转速，滑板车开始启动,滑板车进入速度0档状态；步骤3：继续读取加速度值，如果在间隔一定时间后加速度值大于给定阈值a2且此刻之前的加速度值绘制成的曲线的斜率大于零,则控制器发送速度控制信号给驱动器，通过驱动器来提高电机转速，滑板车进入速度1档状态；步骤4：继续读取加速度值，如果在间隔一定时间后加速度值大于给定阈值a2且此刻之前的加速度值绘制成的曲线的斜率大于零,则控制器发送速度控制信号给驱动器，通过驱动器来提高电机转速，滑板车进入速度2档状态；步骤5：继续读取加速度值，如果在间隔一定时间后加速度值小于给定阈值a3且此刻之前的加速度值绘制成的曲线的斜率小于零,则控制器发送刹车控制信号给驱动器，通过驱动器来减低电机转速至零，滑板车进入刹车状态。

【技术特征摘要】
1.一种滑板车启动和速度控制方法，其特征在于步骤如下：步骤1：在滑板车上安装加速度计，加速度计的x轴正方向与滑板车前进方向一致；步骤2：读取加速度值，如果加速度值大于给定阈值a1且此刻之前的加速度值绘制成的曲线的斜率大于零,则控制器发送速度控制信号给驱动器，通过驱动器来改变电机转速，滑板车开始启动,滑板车进入速度0档状态；步骤3：继续读取加速度值，如果在间隔一定时间后加速度值大于给定阈值a2且此刻之前的加速度值绘制成的曲线的斜率大于零,则控制器发送速度控制信号给驱动器，通过驱动器来提高电机转速，滑板车进入速度1档状态；步骤4：继续读取加速度值，...

【专利技术属性】
技术研发人员：贺凯，
申请(专利权)人：西北工业大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61