利用pid控制的高尔夫球车的自动转向装置及转向方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及利用比例-积分-微分控制器PID (proport1nal integralderivative)控制的高尔夫球车的自动转向装置及转向方法。具体是，利用PID控制自动调整转向角而使高尔夫球车沿着感应线圈自动行驶的利用PID控制的高尔夫球车的自动转向装置及转向方法。
【背景技术】
[0002]高尔夫球车(golfcart)是在高尔夫球场使用的汽车，便于高尔夫球手乘坐并装上高尔夫球杆移动。使用高尔夫球车可以将高尔夫球手和高尔夫装备在广阔的高尔夫球场方便并迅速地移动，是管理高尔夫球场必需的移动手段。
[0003]高尔夫球车的驾驶模式有手动驾驶模式和自动驾驶模式。手动驾驶模式是高尔夫球车的驾驶者操纵驾驶盘、油门和制动器等，进而自我控制高尔夫球车行驶的模式。自动驾驶模式是与高尔夫球车的驾驶者操纵无关，是通过高尔夫球车上装配的各种控制装置自动控制行驶的模式，而且为了高尔夫球车以自动驾驶模式行驶需要在卡车道路下面埋设感应线圈。
[0004]如果高尔夫球车以自动驾驶模式行驶，则在如冬季外部温度低的环境、山岳带等难以行驶的道路等状况下高尔夫球车容易发生脱离或偏离行驶道路的事故。
[0005]因此需要一种高尔夫球车在外部气温或行驶道路状态等外部环境变化下也可以安全地自动行驶、不脱离或偏离行驶道的技术。
【发明内容】
[0006]技术问题
[0007]本发明要解决的技术问题是提供一种利用PID控制自动调整高尔夫球车的转向角，且标准时间内无法达到控制目标时校正PID系数，使转向角尽快达到控制目标，以外部环境变化时也可以使高尔夫球车不脱离或偏离行驶道路仍然安全自动行驶的利用PID的高尔夫球车自动转向装置及其转方向。
[0008]技术方案
[0009]本发明提供一种利用PID控制的高尔夫球车的自动转向装置，包括:包括根据转向控制信号变更转向角的转向电机的转向部；与转向角相应地旋转并检测埋设在球车道路下面的感应线圈而生成检测电压的感应传感器部；分析所述检测电压而生成可控制高尔夫球车的转向角的所述转向控制信号以使高尔夫球车沿着感应线圈行驶的转向控制部；以及检测由所述转向电机输出的转向电流的电流传感器；所述转向控制部将与所述检测电压对应的电流作为指令电流接收，并接收反馈的所述转向电流而实施PID控制，且变更PID控制的增益系数并实施控制。
[0010]优选地，所述转向控制部可包括:包括比例控制部、积分控制部和微分控制部的PID控制部；以及所述转向电流在标准时间内达不到目标值时对所述比例控制部、积分控制部和微分控制部的各增益系数实施校正的系数校正部。
[0011]—种利用比例-积分-微分控制器控制的高尔夫球车的自动转向方法，所述利用比例-积分-微分控制器控制的高尔夫球车的自动转向方法包括:(a)转向控制部接收由与高尔夫球车的转向角相应地旋转的感应传感器部检测埋设于地下的感应线圈而生成的检测电压的阶段；以及(b)所述转向控制部分析所述检测电压而生成可控制所述高尔夫球车的转向角的转向控制信号以使所述高尔夫球车沿着所述感应线圈行驶的阶段；所述(b)阶段包括与所述检测电压对应的电流作为指令电流接收，接收由变更所述转向角的转向电机输出的反馈的转向电流而实施所述比例-积分-微分控制器控制而生成所述转向控制信号，并改变所述比例-积分-微分控制器控制的增益系数并实施控制。
[0012]有益效果
[0013]本发明的有益效果是，标准时间内达不到控制目标时校正PID系数，使转向角尽快达到控制目标，进而控制高尔夫球车在外部环境出现变化时也可以不脱离或偏离行驶道路并安全自动行驶。
【附图说明】
[0014]图1是本发明的利用PID控制的高尔夫球车自动转向装置的框图；
[0015]图2是本发明的感应传感器部的例示图；
[0016]图3是详细显示转向控制部的框图；
[0017]图4是显示系数校正部的框图；
[0018]图5是本发明的PID控制的说明图；
[0019]图6是显示本发明的利用PID控制的高尔夫球车自动转向方法的流程图。
【具体实施方式】
[0020]为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所述的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例所述技术方案的范围。
[0021]第一、第二等用语可以用于描述各种构件，但所述构件并不限于所述术语。所述用语只用于将一个构件与其它构件进行区别的目的。例如，第一构件可以用第二构件命名，相同地第二构件也可以用第一构件命名，但都不脱离本发明的保护范围。
[0022]本发明中使用的用语仅用以说明特定实施例，并不是对本发明进行限制。本说明书中的单数形式，在文句中没有特别提示的前提下，也包含复数形式。说明书中使用的“包括”或者“具有”等用语用于指定说明书中叙述的特征、数字、阶段、动作、构件、部件或这些组合的存在，并不是排除一个或其以上的其它特征或数字、阶段、动作、构件、部件或这些组合的存在或附加的可能性。
[0023]在没有特殊定义的前提下，这里使用的所有用语包括技术或科学用语在内，与本发明所属技术领域的普通技术人员的理解具有相同的含义。
[0024]—般使用的词典上有定义的用语符合相关技术的上下文中的含义，没有明确描述的前提下，不包括异常或过度解释。
[0025]高尔夫球车的驾驶模式有手动驾驶模式和自动驾驶模式。手动驾驶模式是高尔夫球车驾驶者操纵方向盘、油门和制动器等以自我控制高尔夫球车行驶的模式。自动驾驶模式是与高尔夫球手的驾驶者操纵无关，是通过高尔夫球车上装配的各种控制装置自动控制行驶的模式，而且为了高尔夫球手以自动驾驶模式行驶，须在卡车道路下面埋设感应线圈。
[0026]感应线圈是在高夫球场高尔夫球车行驶道路建设的球车道路底下埋设的线圈。高尔夫球车是通过控制可以检测感应线圈并沿着感应线圈行驶，感应线圈可以预防高尔夫球车在自动驾驶模式下脱离球车道路行驶。所述感应线圈被埋设在球车道路中央的地底下成一列。
[0027]本发明涉及可以自动调整高尔夫球车的转向角而使高尔夫球车在自动驾驶模式自动行驶但不脱离或偏离行驶道路的装置及减速方法，即利用PID控制自动调整高尔夫球车的转向角，但标准时间内达不到控制目标时校正PID系数，使转向角尽快达到控制目标而使高尔夫球车在外部环境变化时也可以不脱离或偏离行驶道路安全自动行驶。
[0028]下面结合附图详述本发明的优选实施例。各附图中标出的同一个参考符号表示同一个部件。
[0029]图1是本发明的利用PID (proport1nal integral derivative)控制的高尔夫球车自动转向装置的框图。
[0030]根据图1，利用PID控制的高尔夫球车的自动转向装置100包括感应传感器部110、转向控制部120、转向部130和电流传感器140。
[0031]感应传感器部110与高尔夫球车车轮转向角相应地旋转，并检测道路底下埋设的感应线圈而生成检测电压。所述感应传感器部110包括多个感应传感器。
[0032]图2是本发明的感应传感器部的例示图。
[0033]感应传感器部110包括以中央为准以一定间隔相离配置于左右的一对感应传感器111_L、111_R和支承感应传感器111_L、111_R的导向臂112，中央还包括一个感应传感器111_C0
[0034]各感应传感器111_L、111_R、111_C会检测球车道路下埋设的感应线圈15并生成检测电压，检测电压根据各感应传感器111_L、111_R、111_C之间距离变化发生变化。如后所述，转向控制部120分析由各感应传感器111_L，、111_R、111_C生成的检测电压，进而控制高尔夫球车的转向角，以使高尔夫球车沿着感应线圈10行驶。
[0035]导向臂112为T字形臂，导向臂112中位于高尔夫球车前面部的臂上装配有感应传感器111_L、111_R、111_C。高尔夫球车的前轮I l_f转向时导向臂112也向与高尔夫球车轮转向角同样角度(α)旋转而位于导向臂112前面部的臂始终保持与高尔夫球车轮垂直的状态。
[0036]转向控制部120利用PID控制尔控制高尔夫球车轮的转向角，分析感应传感器部110生成的检测电压，进而生成控制高尔夫球车转向的转向控制信号，使高尔夫球车沿着感应线圈行驶。
[0037]转向控制部120分析由左右感应传感器111_1^、111_1?生成的检测电压的偏差，生成使高尔夫球车的转向角向检测电压之间偏差被消除的方向变化的转向控制信号。如果具备中央感应传感器111_C，则转向控制部120使高尔夫球车的转向角向中央感应传感器11l_c的检测电压变大的方向变化而控制转向。
[0038]转向部130包括可以根据转向控制信号变更高尔夫球车的转向角的转向电机135。另一方面，转向部130包括与转向电机135连接的转向轴(无图示)和转向齿轮箱(无图示)，转向轴和转向齿轮箱采用的是汽车和高尔夫球车上使用的普通组成，故不再详述。
[0039]转向电机135是该旋转动作随转向控制信号受到控制，转向电机135的输出端连接有电流传感器140。高尔夫球车的转向角是因转向电机135而发生变化，而连接于转向电机135的电流传感器140则检测由转向电机135输出的转向电流而判断转向角变更与否。
[0040]图3是详细显示转向控制部的框图。
[0041]如前所述，转向控制部120分析由感应传感器部110生成的检测电压而生成可控制高尔夫球车的转向角的转向控制信号，此时的转向控制部120利用PID控制。