本发明涉及一种两轮电动平衡车分级驱动信号生成方法。
背景技术：
电动平衡车，又称为体感车、摄位车、思维车等。电动平衡车的运作原理主要是建立在动态稳定的基本原理上，利用车体内部的陀螺仪传感器来检测车体姿态的变化，并进而驱动马达进行相应的调整，以保持平衡。
由于两轮平衡车所处的状态较为复杂，比如在刚启动时，驾驶者一只脚先上，然后再上另一只脚，这个过程中，压力在变化，另外下车时，也存在这些问题。而且每个驾驶者体重不一样，甚至差别较大。另外在平衡车在上坡，下坡时也不一样。上述情况下，驱动信号之间相差很大，需要进行根据不同情况调整，否则导致不适或者安全性问题，从而对人体造成伤害。
针对上述问题，已有相关专利发表:比如郭盖华申请的“一种两轮平衡车的状态检测方法和系统(申请号CN 103558778 B)”,郭盖华等申请的专利“一种两轮平衡车的平滑过渡方法(授权公告号CN 103786601 B)”。这些专利能部分解决上述问题，但是仍然存在特殊情况没有考虑的问题，比如在平衡车行进的过程中，两个踏板之间的压力可能会由于驾驶者的重心移动而引起传感器误判，而且对于驾驶者体重差异及上下坡路况未考虑，因此，两轮电动平衡车的驱动信号生成方法有待进一步研究。
技术实现要素：
鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种两轮电动平衡车分级驱动信号生成方法，满足平衡车信号在不同情况下控制的需要。
为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种两轮电动平衡车分级驱动信号生成方法，其包括如下步骤：
S1:系统上电后，实时监测两踏板压力，根据两踏板压力之和的大小，分级输出电机驱动信号Q1；
S2:检测踏板开关所处加速、减速及平稳位置；
S3:根据踏板位置，输出加速、减速及平稳的电机驱动信号Q2；
S4:将驱动信号相加，即Q＝Q1+Q2，输出驱动电机的目标信号。
优选的，在分级输出驱动信号Q时，采用正弦信号平滑的方法，具体步骤为：上一次输出的驱动信号为Qp，当前输出驱动信号为Qc，
若Qp>Qc,则第k步输出的信号为
若Qp<Qc,则第k步输出的信号为
其中τ为常数，表示驱动信号输出的步数，可调整。
采用上述两轮电动平衡车分级驱动信号生成方法，将两个踏板的压力之和作为分级的依据，比用两个踏板的压力之差来判断驾驶者状态更为可靠，因为平衡车在行进中，驾驶者完全可能将重心移至某一个踏板上，从而导致传感器信号的误操作，所以本发明通过两个踏板的压力之和作为后续处理的依据，大大提高了系统的可靠性，而且即使驾驶者在上车时或下车时，两个踏板的压力之和变化，控制器也可以通过分级驱动信号调整输出，保证安全。
本发明所提出的分级驱动信号生成方法不仅考虑了驾驶者体重的差异，同时考虑了路况，即上下坡的问题，上坡需要额外增加驱动信号，下坡需要减小驱动信号，所以加减速信号可正可负，根据路况调整。采用正弦信号平滑驱动信号增加了系统的安全性，防止信号的突变导致输出失控，有效的提升了平衡车的安全性，且实现简单，方法简便，提升了系统的实用性。
附图说明
图1为本发明两轮电动平衡车分级驱动信号生成方法实施例的流程图。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地实施。
如图1所示，本发明提供一种两轮电动平衡车分级驱动信号生成方法，该方法充分考虑了驾驶者上下车，驾驶者体重差异等情况，采用两踏板的压力之和分级输出驱动信号，同时通过脚踏开关产生对平衡车上下坡的加减速信号，两种驱动信号叠加后，作为目标信号输入控制器，控制器经过相关算法，产生输出控制信号给电机工作。该分级驱动信号生成方法对平衡车各种状态产生合适的目标信号，有效提升了平衡车安全性能。该方法包括如下步骤：
S1:系统上电后，实时监测两踏板压力，根据两踏板压力之和的大小，分级输出电机驱动信号Q1。信号的级数可以根据具体情况灵活设置，本例将分成5级，压力500N-600N、600N-700N、700N-800N、800N-900N、900N-1000N分别对应1-5级驱动信号Q1。将压力分级之后，在控制器参数选择上更有针对性，控制器输出也更加准确。
S2:检测踏板开关所处加速、减速及平稳位置。此处可采用三态脚踏开关，正常情况下，脚踏开关处于平稳位置。在上坡时，脚踏开关合至加速档，在下坡时，脚踏开关合至减速档。
S3:根据踏板位置，输出加速、减速及平稳的电机驱动信号Q2。平稳位置不输出驱动信号，加速、减速输出电机驱动信号Q2，信号大小根据实际确定。
S4:将驱动信号相加，即Q＝Q1+Q2，输出驱动电机的目标信号。加速时输出电机驱动信号Q2为正，减速时输出电机驱动信号Q2为负。
在分级输出驱动信号Q时，采用正弦信号平滑的方法，具体步骤为：上一次输出的驱动信号为Qp，当前输出驱动信号为Qc，取驱动信号输出的步数常数τ＝20，1≤k≤20，
若Qp>Qc,则第k步输出的信号为：
若Qp<Qc,则第k步输出的信号为：
综上所述，本发明该方法充分考虑了驾驶者上下车，驾驶者体重差异以及上下坡等情况，提出了分级输出驱动目标信号的方法。而分级的依据是根据两踏板的压力之和，有效避免了驾驶者在操作中重心移动而导致的传感器误判的问题，同时考虑了两轮电动平衡车上下坡的加减速信号。在输出目标信号时，为防止信号突变，采用了正弦信号平滑方法，有效提升了平衡车安全性能。本发明所提出的方法增加了系统的可靠性和检测精确性，方法简便，有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度应用价值。