四轮底盘的控制方法、装置、介质及计算机设备制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种四轮底盘的控制方法、装置、介质及计算机设备，所述方法包括：获取上位机的控制指令，解析所述控制指令并获取底盘的行进期望信号；获取惯性传感器的底盘姿态信号；依据行进期望信号和底盘姿态信号获取直行控制信号及转向控制信号；发送直行控制信号至直行单元，所述直行单元包括四个直行电机，所述直行单元依据直行控制信号控制四个直行电机分别转动；发送转向控制信号至转向单元，所述转向单元包括两个转向电机，所述转向单元依据转向控制信号控制两个转向电机转角，每个所述转向电机控制底盘一侧的两个所述直行电机转角。本方法对四轮底盘的控制更加精准、更加稳定，转向能力更强，可实现原地转，使底盘运行更灵活。更灵活。更灵活。

【技术实现步骤摘要】
四轮底盘的控制方法、装置、介质及计算机设备


[0001]本专利技术涉及四轮底盘控制
，尤其涉及一种四轮底盘的控制方法、装置、介质及计算机设备。

技术介绍

[0002]四轮底盘包括带有反馈信息功能的两个转向电机、四个独立驱动控制的直行电机以及惯性传感器。现有的四轮底盘对底盘的控制存在易漂移并导致轮胎磨损大，以及转弯半径不够导致转向能力较差等问题。

技术实现思路

[0003]本专利技术实施例所要解决的技术问题在于，提供一种四轮底盘的控制方法、装置、介质及计算机设备，以使四轮底盘的转向控制更加精准、更加稳定以及转向能力更强。
[0004]为了解决上述技术问题，本专利技术实施例提出了一种四轮底盘的控制方法，包括如下步骤：获取上位机的控制指令，解析所述控制指令并获取底盘的行进期望信号；获取惯性传感器的底盘姿态信号；依据行进期望信号和底盘姿态信号获取直行控制信号及转向控制信号；发送直行控制信号至直行单元，所述直行单元包括四个直行电机，所述直行单元依据直行控制信号控制四个直行电机分别转动；发送转向控制信号至转向单元，所述转向单元包括两个转向电机，所述转向单元依据转向控制信号控制两个转向电机转角，每个所述转向电机控制底盘一侧的两个所述直行电机转角。
[0005]进一步地，还包括步骤：获取直行单元发送的直行反馈信号，所述直行反馈信号包括四个直行电机的反馈直行转速信号、反馈直行电流信号、反馈直行力矩信号及负载率信号；所述反馈直行转速信号包括反馈直行电机速度u1、u2、u3、u4，所述反馈直行电流信号包括反馈直行电机电流i1、i2、i3、i4，所述反馈直行力矩信号包括反馈直行电机力矩n1、n2、n3、n4；获取转向单元发送的转向反馈信号，所述转向反馈信号包括两个转向电机的反馈转向角度信号、反馈转向电流信号及反馈转向力矩信号；所述反馈转向角度信号包括反馈转向电机转角θ1、θ2，所述反馈转向电流信号包括反馈转向电机电流η1、η2，所述反馈转向力矩信号包括反馈转向电机力矩N1、N2。
[0006]进一步地，底盘的行进期望信号包括：速度期望值V和偏航角期望值Ψ；惯性传感器的底盘姿态信号包括：横摆角速度ω、底盘加速度α及底盘速度u。
[0007]进一步地，所述速度期望值V 包括四个直行电机的期望速度V1、V2、V3及V4，四个直行电机的期望速度分别为：
V1=(k11*Ψ^3+k12*Ψ^2+ k13*Ψ+k14)*V；V2=(k21*Ψ^3+ k22*Ψ^2+ k23*Ψ+ k24)*V；V3=(k31*Ψ^3+ k32*Ψ^2+ k33*Ψ+ k34)*V；V4=(k41*Ψ^3+ k42*Ψ^2+ k43*Ψ+ k44)*V；其中，k11、k12、k13、k14、k21、k22、k23、k24、k31、k32、k33、k34、k41、k42、k43、k44为根据底盘参数获取的速度系数。
[0008]进一步地，所述底盘的偏航角期望值Ψ包括两个转向电机的期望转角Ψ1及Ψ2，期望转角Ψ1及Ψ2为：Ψ1 = j11*Ψ^3+ j12*Ψ^2+ j13*Ψ+ j14；Ψ2 = j21*Ψ^3+ j22*Ψ^2+ j23*Ψ+ j24；其中，j11、j12、j13、j14、j21、j22、j23、j24为根据底盘两侧的舵机拉杆长度与底盘轴距获取的转角系数。
[0009]进一步地，直行控制信号包括发送至四个直行电机的直行电机速度值、直行电机加速度值；四个直行电机的直行电机速度值v1、v2、v3及v4为：v1=V1+υ1*kυ1+i1*ki1+n1*kn1+Fv1(a, υ)+ ε；v2=V2+υ2*kυ2+i2*ki2+n2*kn2+Fv2(a, υ)+ ε；v3=V3+υ3*kυ3+i3*ki3+n3*kn3+Fv3(a, υ)+ ε；v4=V4+υ4*kυ4+i4*ki4+n4*kn4+Fv4(a, υ)+ ε；其中，kυ1、kυ2、kυ3、kυ4为直行电机转速的反馈系数，ki1、ki2、ki3、ki4为直行电机电流的反馈系数，kn1、kn2、kn3、kn4为直行电机力矩的反馈系数，Fv1、Fv2、Fv3、Fv4为速度预测因子映射函数，速度预测因子映射函数的输入为底盘速度υ和底盘加速度a，υ1
‑
υ4为底盘四个直行电机的速度，ε为转向电机控制对直行电机控制的影响因子，ε=Fw(α1,Φ1,α2,Φ2)，Fw为转向电机控制对直行电机控制的影响因子映射函数，α为转向电机的角度值，α1为一个转向电机的角度值，α2为另一个转向电机的角度值，Φ1为一个转向电机的转速，Φ2为另一个转向电机的转速；四个直行电机的直行电机加速度值γ1, γ2, γ3, γ4为：γ1=V1+υ1*jυ1+i1*ji1+n1*jn1+Fa1(a, υ)+ ε；γ2=V2+υ2*jυ2+i2*ji2+n2*jn2+Fa2(a, υ)+ ε；γ3=V3+υ3*jυ3+i3*ji3+n3*jn3+Fa3(a, υ)+ ε；γ4=V4+υ4*jυ4+i4*ji4+n4*jn4+Fa4(a, υ)+ ε；其中，jυ1，jυ2，jυ3，jυ4为直行电机转速的反馈系数，ji1、ji2、ji3、ji4为直行电机电流的反馈系数，jn1、jn2、jn3、jn4为直行电机力矩的反馈系数，Fa1、Fa2、Fa3、Fa4为加速度预测因子映射函数，加速度预测因子映射函数的输入为底盘的速度和加速度。
[0010]进一步地，转向控制信号包括发送至两个转向电机的转向电机角度值及两个转向电机的转向电机速度值；两个转向电机角度值α1，α2为：α1=Ψ1+θ1* kθ1+η1* kη1+ N1* kN1+ Fα1(ω)+ ζ；α2=Ψ2+θ2* kθ2+η2* kη2+ N2* kN2+ Fα2(ω)+ ζ；
其中，kθ1、kθ2为转向电机角度的反馈系数，kη1、kη2为转向电机电流的反馈系数，kN1、kN2为转向电机力矩的反馈系数，Fα1，Fα2为角度预测因子映射函数，角度预测因子映射函数的输入为底盘的横摆角速度ω，ζ为直行电机控制对转向电机控制的影响因子，ζ=Fs(ν1,γ1,ν2,γ2,ν3,γ3,ν4,γ4)，Fs为直行电机控制对转向电机控制的影响因子映射函数；两个转向电机的转向电机速度值Φ1，Φ2为：Φ1=Ψ1+θ1* jθ1+η1* jη1+ N1* jN1+ Fα1(ω)+ ζ；Φ2=Ψ2+θ2* jθ2+η2* jη2+ N2* jN2+ Fα2(ω)+ ζ；其中，jθ1，jθ2为转向电机角度的反馈系数，jη1，jη2为转向电机电流的反馈系数，jN1，jN2为转向电机力矩的反馈系数，FΦ1，FΦ1为转向电机速度预测因子映射函数，转向电机速度预测因子映射函数的输入为底盘的横摆角速度ω。
[0011]相应地，本专利技术实施例还提供了一种四轮底盘的控制装置，包括：上位机交互模块，用于获取上位机的控制指令，解析所述控制指令并获取底盘的行进期望信号；惯性传感器交互模块，用于获取惯性传感器的底盘姿态信号；控制单元模块，用于依据行进期望信号和底盘姿态信号本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种四轮底盘的控制方法，应用于两个转向电机、四个直行电机的四轮底盘系统，其特征在于，包括如下步骤：获取上位机的控制指令，解析所述控制指令并获取底盘的行进期望信号；获取惯性传感器的底盘姿态信号；依据行进期望信号和底盘姿态信号获取直行控制信号及转向控制信号；发送直行控制信号至直行单元，所述直行单元包括四个直行电机，所述直行单元依据直行控制信号控制四个直行电机分别转动；发送转向控制信号至转向单元，所述转向单元包括两个转向电机，所述转向单元依据转向控制信号控制两个转向电机转角，每个所述转向电机控制底盘一侧的两个所述直行电机转角。2.根据权利要求1所述的四轮底盘的控制方法，其特征在于，还包括步骤：获取直行单元发送的直行反馈信号，所述直行反馈信号包括四个直行电机的反馈直行转速信号、反馈直行电流信号、反馈直行力矩信号及负载率信号；所述反馈直行转速信号包括反馈直行电机速度u1、u2、u3、u4，所述反馈直行电流信号包括反馈直行电机电流i1、i2、i3、i4，所述反馈直行力矩信号包括反馈直行电机力矩n1、n2、n3、n4；获取转向单元发送的转向反馈信号，所述转向反馈信号包括两个转向电机的反馈转向角度信号、反馈转向电流信号及反馈转向力矩信号；所述反馈转向角度信号包括反馈转向电机转角θ1、θ2，所述反馈转向电流信号包括反馈转向电机电流η1、η2，所述反馈转向力矩信号包括反馈转向电机力矩N1、N2。3.根据权利要求2所述的四轮底盘的控制方法，其特征在于：底盘的行进期望信号包括：速度期望值V和偏航角期望值Ψ；惯性传感器的底盘姿态信号包括：横摆角速度ω、底盘加速度α及底盘速度u。4.根据权利要求3所述的四轮底盘的控制方法，其特征在于，所述速度期望值V包括四个直行电机的期望速度V1、V2、V3及V4，四个直行电机的期望速度分别为： V1=(k11*Ψ^3+k12*Ψ^2+ k13*Ψ+k14)*V；V2=(k21*Ψ^3+ k22*Ψ^2+ k23*Ψ+ k24)*V；V3=(k31*Ψ^3+ k32*Ψ^2+ k33*Ψ+ k34)*V；V4=(k41*Ψ^3+ k42*Ψ^2+ k43*Ψ+ k44)*V；其中，k11、k12、k13、k14、k21、k22、k23、k24、k31、k32、k33、k34、k41、k42、k43、k44为根据底盘参数获取的速度系数。5.根据权利要求4所述的四轮底盘的控制方法，其特征在于，所述底盘的偏航角期望值Ψ包括两个转向电机的期望转角Ψ1及Ψ2，期望转角Ψ1及Ψ2为：Ψ1 = j11*Ψ^3+ j12*Ψ^2+ j13*Ψ+ j14；Ψ2 = j21*Ψ^3+ j22*Ψ^2+ j23*Ψ+ j24；其中，j11、j12、j13、j14、j21、j22、j23、j24为根据底盘两侧的舵机拉杆长度与底盘轴距获取的转角系数。6.根据权利要求5所述的四轮底盘的控制方法，其特征在于：直行控制信号包括发送至四个直行电机的直行电机速度值、直行电机加速度值；
四个直行电机的直行电机速度值v1、v2、v3及v4为：v1=V1+υ1*kυ1+i1*ki1+n1*kn1+Fv1(a, υ)+ ε；v2=V2+υ2*kυ2+i2*ki2+n2*kn2+Fv2(a, υ)+ ε；v3=V3+υ3*kυ3+i3*ki3+n3*kn3+Fv3(a, υ)+ ε；v4=V4+υ4*kυ4+i4*ki4+n4*kn4+Fv4(a, υ)+ ε；其中，kυ1、kυ2、kυ3、kυ4为直行电机转速的反馈系数，ki1、ki2、ki3、ki4为直行电机电流的反馈系数，kn1、kn2、kn3、kn4为直行电机力矩的反馈系数，Fv1、Fv2、Fv3、Fv4为速度...

【专利技术属性】
技术研发人员：成明轩，左睿，周伟，
申请(专利权)人：深圳市先发智能有限公司，
类型：发明
国别省市：