一种控制方法及电子设备的制造方法_2

文档序号:9505765阅读:来源:国知局
以及,依据所述动力参数调整所述第一驱动部位以及第二驱动部位的运动速度以在所规划 的路径上运动至所述目标点。
[0046] 本发明实施例中,将第一驱动部位以及第二驱动部位的形态调整至与形态参数相 一致,具体地,依据所述形态参数调整所述第一驱动部位以及第二驱动部位的半径大小,例 如,将第一驱动部位以及第二驱动部位的半径调整至与形态参数相一致。将第一驱动部位 以及第二驱动部位的运动速度调整至与运动参数相一致,以实现通过两个参数的调整使得 电子设备高速平稳地移动至目标点。
[0047] 图2为本发明实施例二的控制方法的流程示意图,本示例中的控制方法应用于电 子设备中,所述电子设备包括第一驱动部位和第二驱动部位,所述电子设备能够利用所述 第一驱动部位和所述第二驱动部位进行转动以及平移;如图2所示,所述控制方法包括以 下步骤:
[0048] 步骤201 :获取目标点的位置参数。
[0049] 本发明实施例中,所述电子设备是指以差分驱动方式驱动的机器人,如图5所示, 差分驱动方式是指电子设备具有一个移动平台和两个独立的驱动轮组成,本实施例中的第 一驱动部位和第二驱动部位是指电子设备中的两个独立的驱动轮。差分驱动方式的电子设 备结构组成简单,且电子设备的旋转半径可以从〇到无限大任意设定,例如,当旋转半径为 0时,电子设备绕本体中心旋转。
[0050] 本发明实施例中,通过控制第一驱动部位与第二驱动部位的速度以及尺寸可以实 现电子设备的平移和转动。如图5所示,在笛卡尔坐标系(X 11Y1)下,电子设备的位姿、速 度、角速度用((x,y,θ),ν,ω)表示,其中,( x,y,Θ)分别表示电子设备在笛卡尔坐标系下 的横坐标、纵坐标、以及与横坐标的夹角;V表示电子设备在笛卡尔坐标系下的线速度,也 即平移速度;ω表示电子设备在笛卡尔坐标系下的角速度,也即转动速度。电子设备的运 动方程为如下公式(Ib):
[0052] 其中,.旁表示横坐标X对时间求偏导,#表示纵坐标y求偏导,#表示夹角Θ对时 间求偏导。
[0053] 公式(Ib)中的V和ω可通过如下公式(2b)得到:
[0056] 其中,vR表示第一驱动部位的速度;^表示第二驱动部位的速度;b表示两个驱动 部位的间距,称为轮距。
[0057] 因此,只要控制线速度V以及角速度ω就可以控制当前电子设备的位姿。当电子 设备转弯时,其转弯半径为如下公式(3b):
[0059] 基于此,可以调整第一驱动部位和第二驱动部位的速度,来控制电子设备的转动 以及平移,这里,转动可以通过转弯半径度量,平移可以通过线速度度量。
[0060] 实际应用中,电子设备想要移动至目标点时,首先需要获取目标点的位置参数,也 即目标点在笛卡尔坐标系下的坐标值,本实施例用G(X, y)表示目标点的位置参数,这种表 示是在二维平面地理位置的环境下;当然,在三维空间下时,可以用G(x,y,z)表示目标点 的位置参数。
[0061] 本发明实施例中,可以通过用户手动在电子设备中设置目标点的位置参数,还可 以通过电子设备中存储的地图以及GPS获取目标点的位置参数。
[0062] 步骤202 :获取所述电子设备在一预设范围内的环境参数;所述目标点在所述预 设范围内。
[0063] 本发明实施例中,路径规划可以根据电子设备中预先存储的地图以及GPS来规划 出最佳运动路径,所规划出的运动路径考虑到距离最短、障碍物最少等因素。为此,需要首 先通过地图以及GPS获取电子设备在一区域范围内的环境参数,也即二维或者三维地图信 肩、。
[0064] 步骤203:依据所述环境参数以及所述目标点的位置参数,规划所述电子设备的 运动路径以规避路径上的障碍物。
[0065] 优选地,规划出的运动路径可以包括两条以上运动路径,如此,用户还可以手动在 两条以上运动路径中选择其中一条运动路径作为待运动的路径。本实施例将所规划的运动 路径用S (t)表示。
[0066] 步骤204 :基于所规划的运动路径,计算所述第一驱动部位与所述第二驱动部位 的形态参数以及动力参数。
[0067] 这里,第一驱动部位与所述第二驱动部位的形态参数表征了第一驱动部位与所述 第二驱动部位的形态,例如,当第一驱动部位与所述第二驱动部位为圆形的滚轮时,第一驱 动部位与所述第二驱动部位的形态参数为半径大小;第一驱动部位与所述第二驱动部位的 动力参数分为表征了第一驱动部位与所述第二驱动部位的速度v R、
[0068] 基于步骤203,已知运动路径用S (t)的情况下,根据公式(2b)以及(3b),可以建 立运动路径用S(t)与第一驱动部位以及所述第二驱动部位的动力参数的关系;需要注意 的是,此处没有考虑到第一驱动部位以及所述第二驱动部位的形态参数的影响,当计算得 出的第一驱动部位以及所述第二驱动部位的动力参数过大时,第一驱动部位以及所述第二 驱动部位在运动路径上将出现滑动,为此,需要考虑到第一驱动部位以及所述第二驱动部 位的形态参数,本实施例中,在保证不出现滑动的情况下,预先测量第一驱动部位以及所述 第二驱动部位的形态参数与速度以及转弯半径之间的非线性数据,得到三者关系的映射数 据库,然后,考虑公式(2b)以及(3b),在映射数据库中查找第一驱动部位与所第二驱动部 位在动力参数最大情况下的形态参数,如此,确定出第一驱动部位与所述第二驱动部位的 形态参数以及动力参数。
[0069] 步骤205 :依据所述形态参数调整所述第一驱动部位以及第二驱动部位的形态, 以及,依据所述动力参数调整所述第一驱动部位以及第二驱动部位的运动速度以在所规划 的路径上运动至所述目标点。
[0070] 本发明实施例中,将第一驱动部位以及第二驱动部位的形态调整至与形态参数相 一致,具体地,依据所述形态参数调整所述第一驱动部位以及第二驱动部位的半径大小,例 如,将第一驱动部位以及第二驱动部位的半径调整至与形态参数相一致。将第一驱动部位 以及第二驱动部位的运动速度调整至与运动参数相一致,以实现通过两个参数的调整使得 电子设备高速平稳地移动至目标点。
[0071] 图3为本发明实施例三的控制方法的流程示意图,本示例中的控制方法应用于电 子设备中,所述电子设备包括第一驱动部位和第二驱动部位,所述电子设备能够利用所述 第一驱动部位和所述第二驱动部位进行转动以及平移;如图3所示,所述控制方法包括以 下步骤:
[0072] 步骤301 :获取目标点的位置参数。
[0073] 本发明实施例中,所述电子设备是指以差分驱动方式驱动的机器人,如图5所示, 差分驱动方式是指电子设备具有一个移动平台和两个独立的驱动轮组成,本实施例中的第 一驱动部位和第二驱动部位是指电子设备中的两个独立的驱动轮。差分驱动方式的电子设 备结构组成简单,且电子设备的旋转半径可以从〇到无限大任意设定,例如,当旋转半径为 0时,电子设备绕本体中心旋转。
[0074] 本发明实施例中,通过控制第一驱动部位与第二驱动部位的速度以及尺寸可以实 现电子设备的平移和转动。如图5所示,在笛卡尔坐标系(X 11Y1)下,电子设备的位姿、速 度、角速度用((x,y,θ),ν,ω)表示,其中,( x,y,Θ)分别表示电子设备在笛卡尔坐标系下 的横坐标、纵坐标、以及与横坐标的夹角;V表示电子设备在笛卡尔坐标系下的线速度,也 即平移速度;ω表示电子设备在笛卡尔坐标系下的角速度,也即转动速度。电子设备的运 动方程为如下公式(Ic):
[0076] 其中,?表示横坐标X对时间求偏导,j表示纵坐标y求偏导,《表示夹角Θ对时 间求偏导。
[0077] 公式(Ic)中的V和ω可通过如下公式(2c)得到:
[0080] 其中,vR表示第一驱动部位的速度^表示第二驱动部位的速度;b表示两个驱动 部位的间距,称为轮距。
[0081] 因此,只要控制线速度V以及角速度ω就可以控制当前电子设备的位姿。当电子 设备转弯时,其转弯半径为如下公式(3c):
[0083] 基于此,可以调整第一驱动部位和第二驱动部位的速度,来控制电子设备的转动 以及平移,这里,转动可以通过转弯半径度量,平移可以通过线速度度量。
[0084] 实际应用中,电子设备想要移动至目标点时,首先需要获取目标点的位置参数,也 即目标点在笛卡尔坐标系下的坐标值,本实施例用G(x, y)表示目标点的位置参数,这种表 示是在二维平面地理位置的环境下;当然,在三维空间下时,可以用G(x,y,z)
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