【技术实现步骤摘要】
一种基于视觉传感器的多种路况下的两轮自平衡车运动控制方法
本专利技术涉及一种基于视觉传感器的多种路况下的两轮自平衡车运动控制方法，能有效提高视觉传感器采集到的图像质量，属于平衡车
技术介绍
视觉传感器是具有图像采集处理、数据传输能力的功能专门化视觉系统,是整个机器视觉系统信息的直接来源。视觉传感器已成为智能化机器系统不可或缺的关键感知手段，搭载深度摄像头的机器系统实时性和鲁棒性强，一直是研究的热门方向。两轮的智能平衡车由于绿色便捷，在社会和市场上也保持着很高的热度，具有良好的发展前景。搭载视觉传感器的两轮自平衡车可以实现车体的同步定位与建图，即SLAM(SimultaneousLocalizationandMapping)。车体在未知环境中从一个未知位置开始移动,在移动过程中根据位置估计和地图进行自身定位，同时在自身定位的基础上建造增量式地图，实现车体的自主定位和导航。由视觉传感器采集到的图像质量高低，对定位、导航、地图构建的精准与否起决定性作用。但由于实际工作环境的复杂程度不同，某些特殊路况会对图像的采集造成较大的影响，如在室内工作时，碰到人之后车体剧...
【技术保护点】
1.一种基于视觉传感器的多种路况下的两轮自平衡车运动控制方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：1)根据当前平衡车的机械结构、电机的型号属性以及现场测试确定当前PID参数下最大的稳定可控角度，设定角度值θ'，确定下位机平衡倾角采样周期T，一个周期内倾角值为θ(θ1，θ2，θ3,…,θn)，当|θn|>θ'时，直接拒绝上位机控制命令，结束通信，引入新的平衡控制模型以达到平衡，在恢复平衡后，再开启通信，发送可以继续的状态命令；2)在车体已平衡的基础上，由深度摄像头判断前方是否有斜坡，由深度摄像头模块读取平衡车到斜坡的距离l1(l11,l12,l13,…,l1n)；3)判断...
【技术特征摘要】
1.一种基于视觉传感器的多种路况下的两轮自平衡车运动控制方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：1)根据当前平衡车的机械结构、电机的型号属性以及现场测试确定当前PID参数下最大的稳定可控角度，设定角度值θ'，确定下位机平衡倾角采样周期T，一个周期内倾角值为θ(θ1，θ2，θ3,…,θn)，当|θn|>θ'时，直接拒绝上位机控制命令，结束通信，引入新的平衡控制模型以达到平衡，在恢复平衡后，再开启通信，发送可以继续的状态命令；2)在车体已平衡的基础上，由深度摄像头判断前方是否有斜坡，由深度摄像头模块读取平衡车到斜坡的距离l1(l11,l12,l13,…,l1n)；3)判断车体两侧车轮是否与斜坡平面保持平行，测量车体两侧超声波模块的返回值，解析得到左右两侧车轮离前方障碍的距离分别为l2(l21,l22,l23,…,l2n),l3(l31,l32,l33,…,l3n)；4)若l2n≠l3n，说明车体平面未与斜坡平面保持平行，引入新的转向环控制模型，将原有转向环的差速驱动变为反向驱动，直到再次测量得到l2n＝l3n，再由深度摄像头反馈回的数据l1n对比，直到l3n＝l2n＝l1n，将当前车体中轴所对的斜坡边缘置为标记点；5)当再次经过斜坡时，以标记点为中心，在左右两侧间隔固定距离d选取上坡位置，多次采样后，即可得到的高质量的标准斜坡图像完成精准的地图构建。2.如权利要求1所述的基于视觉传感器的多种路况下的两轮自平衡车运动控制方法，其特征在于，所述步骤1)中，设定角度值θ'是由测试得到的，不同的PID参数下，θ'需要重新测量得到，车体直立环的PID采用位置式PID算法，公式为只采用PD控制，由于角度参考量为0，角度误差值对时间的积分为角速度，公式简化为PWM直＝kp*ek+Kd*Gyro其中Gyro为姿态传感器读取的角速度，平衡车由三个PID环联合控制，整体的模型控制公式为PWM总＝PWM直+PWM速+PWM转当|θn|>θ'时，模型超过了当前PID最大稳定可控角，需转入新的控制模型，新的控制模型追求快速的响应性，在短周期内快速的将倾角缩小到原来PID可控的范围内，对准确性的要求不高，直接跳过PID模型，选用PWM的脉宽最大值进行控制，此时要取消转向环对两侧车轮的PID差动控制，且为保证系统的响应速度，断开与上位机的通讯，系统完全由下位机进行控制，控制模型变为P...
【专利技术属性】
技术研发人员：董辉，陈子豪，林文杰，周伯男，张宇，吴祥，周祥清，
申请(专利权)人：浙江工业大学，
类型：发明
国别省市：浙江,33
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