设备的控制方法及装置与流程

本发明涉及计算机领域，具体而言，涉及一种设备的控制方法及装置。

背景技术：

现有格斗机器人小车（后文均简称小车）均采用第一人称视角，即指操作员视角一直与小车车头视角重合，依照操作员主导确认的方向来执行，即遥控设备的方向舵摇杆向前，小车向车头方向前进，遥控设备的方向舵摇杆向后，小车向车尾方向后退。在这种常规遥控系统中的方向控制均以小车自身坐标系为参考，进行移动行进。但是，这种控制方式在激烈的比赛中容易导致操控人员方向判断错误，导致出现操控失误而导致比赛失利。

技术实现要素：

本发明的主要目的在于提供一种设备的控制方法及装置，以解决现有技术中对于机器人小车的控制采用第一人称视角进行操作容易导致操作失误的问题。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种设备的控制方法，包括：获取控制终端当前的第一方向信息和所述控制终端向设备发送的运动指令，其中，所述运动指令用于指示所述设备待调整的运动方向和目标运动速度；根据所述第一方向信息和所述待调整的运动方向确定所述设备的目标运动方向；获取所述设备当前的第二方向信息；将所述第二方向信息调整为所述目标运动方向，以及将所述设备的运动速度调整为所述目标运动速度；其中，所述第一方向信息和所述第二方向信息是基于同一参考坐标系确定的。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种设备的控制装置，包括：第一获取模块，用于获取控制终端当前的第一方向信息和所述控制终端向设备发送的运动指令，其中，所述运动指令用于指示所述设备待调整的运动方向和目标运动速度；确定模块，用于根据所述第一方向信息和所述待调整的运动方向确定所述设备的目标运动方向；第二获取模块，用于获取所述设备当前的第二方向信息；调整模块，用于将所述第二方向信息将调整为所述目标运动方向，以及将所述设备的运动速度调整为所述目标运动速度；其中，所述第一方向信息和所述第二方向信息是基于同一参考坐标系确定的。

应用本发明的技术方案，由于控制终端与设备的方向信息是以同一参考坐标系确定的，而不是以控制终端或设备自身坐标系为参考，因此，是将控制终端的控制方向与设备的运动方向保持一致，相当于是第三人称视角对设备进行控制，而不是采用第一人称视角对设备进行操作；通过第三人称的方式，降低了对设备的控制难度，减少了对设备控制的失误，从而解决了现有技术中对于机器人小车的控制采用第一人称视角进行操作容易导致操作失误的问题。

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。

附图说明

构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是根据本申请实施例的设备的控制方法流程图；

图2示出了本申请实施例的格斗机器人小车和手持摇杆终端的结构示意图一；

图3示出了本申请实施例的格斗机器人小车和手持摇杆终端的结构示意图二；

图4是根据本申请实施例的设备的控制装置的结构示意图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的术语在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

本申请实施例提供了一种设备的控制方法，图1是根据本申请实施例的设备的控制方法流程图，如图1所示，该方法的步骤包括：

步骤s102，获取控制终端当前的第一方向信息和控制终端向设备发送的运动指令，其中，运动指令用于指示设备待调整的运动方向和目标运动速度；

步骤s104，根据第一方向信息和所述待调整的运动方向确定设备的目标运动方向；

步骤s106，获取设备当前的第二方向信息；

步骤s108，将第二方向信息调整为目标运动方向，以及将设备的运动速度调整为目标运动速度；其中，第一方向信息和第二方向信息是基于同一参考坐标系确定的。

通过上述步骤s102至步骤s108，由于控制终端与设备的方向信息是以同一参考坐标系确定的，而不是以控制终端或设备自身坐标系为参考，因此，是将控制终端的控制方向与设备的运动方向保持一致，相当于是第三人称视角对设备进行控制，而不是采用第一人称视角对设备进行操作；通过第三人称的方式，降低了对设备的控制难度，减少了对设备控制的失误，从而解决了现有技术中对于机器人小车的控制采用第一人称视角进行操作容易导致操作失误的问题。

可选地，本申请实施例中步骤s102涉及到的获取控制终端当前的第一方向信息和控制终端向设备发送的运动指令的方式，进一步可以包括：

步骤s102-11，获取通过设置在控制终端上的第一传感器采集的第一位置信息，并根据第一位置信息计算控制终端的第一姿态角；其中，第一方向信息包括第一姿态角；

步骤s102-12，获取控制终端上触发的电信号，并将电信号转换为数字型的运动指令；其中，电信号用于指示设备的目标运动方向和目标运动速度。

对于上述本申请实施例步骤s102中涉及到的第一传感器，在具体应用场景中可以是通过9轴传感器采集第一位置信息，即包括3轴陀螺仪、3轴加速计和3轴磁力计的传感器进行采集得到的，进而可以根据9轴姿态融合算法，计算控制终端的第一姿态角，该第一姿态角又可以称之为欧拉角，参考系为ned地面坐标系，包括航向角yaw，横滚角roll，俯仰角pitch。当然，该9轴传感器仅仅是举例说明，其他能够采集第一位置信息的传感器也是在本申请的保护范围之内。

需要说明的是，本申请实施例步骤s104中涉及到的根据所述第一方向信息和所述待调整的运动方向确定所述设备的目标运动方向的方式，可以是在控制终端侧执行，也可以是将运动指令发送到设备之后，由设备执行该方式。也就是说，在本申请中并不限定执行该步骤s104的装置。

可选地，对于本申请步骤s106中涉及到的获取设备当前的第二方向信息的方式，进一步可以包括：获取通过设置在设备上的第二传感器采集的第二位置信息，并根据第二位置信息计算控制终端的第二姿态角；其中，第二方向信息包括第二姿态角；第一传感器和第二传感器是同类型的传感器。

对于上述本申请实施例步骤s106中涉及到的第二传感器，在具体应用场景中可以是通过9轴传感器采集第二位置信息，即包括3轴陀螺仪、3轴加速计和3轴磁力计的传感器进行采集得到的，进而可以根据9轴姿态融合算法，计算控制终端的第二姿态角，该第二姿态角又可以称之为欧拉角，参考系为ned地面坐标系，包括航向角yaw，横滚角roll，俯仰角pitch。当然，该9轴传感器仅仅是举例说明，其他能够采集第二位置信息的传感器也是在本申请的保护范围之内。

需要说明的是，本申请实施例中的参考坐标系包括：北东地坐标系或机体坐标系。当然，该参考坐标系仅仅是举例说明，其他只要能够确定控制终端和设备方向信息的坐标系也是可以的。

可选地，在本申请实施例中，在参考坐标系为机体坐标系的情况下，在获取设备当前的第二方向信息之前，本申请实施例的方法步骤还可以包括：

步骤s1，判断设备的当前姿态角是否为零角度；

步骤s2，在设备的当前姿态角不为零角度的情况下，将设备的当前姿态角调整为零角度；

步骤s3，在设备的当前姿态角为零角度的情况下，触发执行获取设备当前的第二方向信息的步骤。

通过上述步骤s1至步骤s3可知，在参考坐标系为机体坐标系的情况下，需要对设备进行校准，即校准之后才能准确的确定出设备的目标方向和目标速度。

下面结合不同的坐标系，以及确定设备目标速度的方式的不同，对本申请实施例进行举例说明，在该具体实施例中以控制终端为手持遥控终端，设备为格斗机器人小车为例，即是通过手持遥控终端通过第三人称的方式控制格斗机器人小车的方式进行说明。

具体实施方式1）：坐标系为北东地（northeastdown，ned）坐标系，且确定目标方向和速度在格斗机器人小车侧；该控制方法的步骤包括：

步骤s11，手持遥控终端控制器根据终端上的9轴传感器原始数据，根据9轴姿态融合算法，计算手持遥控终端的姿态角。

其中，参考系为ned地面坐标系，包括航向角yaw，横滚角roll，俯仰角pitch）。

步骤s12，手持遥控终端控制器获取摇杆和按键的电信号，经过模数转化为数字型的运动指令。

其中，遥感和按键是用来确定格斗机器人小车待调整方向和速度的，在其他应用场景中也可以是通过其他方式来确定，例如触屏控制等等。

步骤s13，手持遥控终端将终端姿态角和运动指令传送至2.4g数传模块，2.4g数传模块将数字信号转化为无线信号并发出。

步骤s14，格斗机器人小车2.4g无线数传模块接收无线信号，并将有效信息检出传送给小车控制器。小车控制器获取手持遥控终端的方向信息（姿态角）和运动指令（摇杆和按键信号）。

步骤s15，格斗机器人小车控制器根据小车上的9轴传感器原始数据，根据9轴姿态融合算法，计算小车的姿态角。

其中，参考系为ned地面坐标系，包括航向角yaw，横滚角roll，俯仰角pitch。

步骤s16，格斗机器人小车控制器根据手持遥控终端的方向信息（姿态角）和运动指令（摇杆和按键信号），计算出小车运动的目标方向和速度；再根据小车当前的方向信息（姿态角），计算转换出小车当前左右轮的pwm（pulsewidthmodulation，脉冲宽度调制）输出值。

步骤s17，格斗机器人小车电调接收小车控制器输出的pwm值，控制左右轮电机达到相应转速，完成对小车姿态的控制。

具体实施方式2）：坐标系为北东地（northeastdown，ned）坐标系，且确定目标方向和速度在手持摇控终端侧；该控制方法的步骤包括：

步骤s21，手持遥控终端控制器根据终端上的9轴传感器原始数据，根据9轴姿态融合算法，计算手持遥控终端的姿态角；

其中，参考系为ned地面坐标系，包括航向角yaw，横滚角roll，俯仰角pitch。

步骤s22，手持遥控终端控制器获取摇杆和按键的电信号，经过模数转化为数字型的运动指令。

步骤s23，手持遥控终端控制器根据手持遥控终端的方向信息（姿态角）和运动指令（摇杆和按键信号），计算出小车运动的目标方向和速度。

步骤s24，手持遥控终端将小车运动的目标方向和速度传送至2.4g数传模块，2.4g数传模块将数字信号转化为无线信号并发出。

步骤s25，格斗机器人小车2.4g无线数传模块接收无线信号，并将有效信息检出传送给小车控制器。小车控制器获取小车运动的目标方向和速度。

步骤s26，格斗机器人小车控制器根据小车上的9轴传感器原始数据，根据9轴姿态融合算法，计算小车的姿态角；

其中，参考系为ned地面坐标系，包括航向角yaw，横滚角roll，俯仰角pitch。

步骤s27，小车根据当前的方向信息（姿态角），以及小车运动的目标方向和速度，计算转换出小车当前左右轮的pwm输出值。

步骤s28，格斗机器人小车电调接收小车控制器输出的pwm值，控制左右轮电机达到相应转速，完成对小车姿态的控制。

对于上述步骤s11至步骤s18，和步骤s21至步骤s28其对应的格斗机器人小车和手持遥控终端的结构，如图2所示，格斗机器人包括：9轴传感器、2.4g数传模块、小车控制器、2路（电调+电机）。手持遥控终端包括：2.4g数传模块、遥控终端控制器、摇杆和按键、9轴传感器。

具体实施方式3）：坐标系为机体坐标系，且确定目标方向和速度在格斗机器人小车侧；该控制方法的步骤包括：

步骤s31，手持遥控终端控制器根据终端上的6轴传感器原始数据，根据6轴姿态融合算法，计算手持遥控终端的姿态角；

其中，参考系为机体坐标系，包括航向角yaw，横滚角roll，俯仰角pitch。

步骤s32，手持遥控终端控制器获取摇杆和按键的电信号，经过模数转化为数字型的运动指令。

步骤s33，手持遥控终端将终端姿态角和运动指令传送至2.4g数传模块，2.4g数传模块将数字信号转化为无线信号并发出。

步骤s34，格斗机器人小车2.4g无线数传模块接收无线信号，并将有效信息检出传送给小车控制器。小车控制器获取手持遥控终端的方向信息（姿态角）和运动指令（摇杆和按键信号）。

步骤s35，小车控制器判断运动指令中，是否需要校准小车当前姿态为零角度位置。若是，执行步骤s36；若否，执行步骤s37。

步骤s36，小车控制器将小车当前位置记录为零角度（yaw=0°，roll=0°，pitch=0°）。

步骤s37，格斗机器人小车控制器根据小车上的6轴传感器原始数据，根据6轴姿态融合算法，计算小车的姿态角；

其中，参考系为机体坐标系，包括航向角yaw，横滚角roll，俯仰角pitch。

步骤s38，格斗机器人小车控制器根据手持遥控终端的方向信息（姿态角）和运动指令（摇杆和按键信号），计算出小车运动的目标方向和速度；再根据小车当前的方向信息（姿态角），计算转换出小车当前左右轮的pwm输出值。

步骤s39，格斗机器人小车电调接收小车控制器输出的pwm值，控制左右轮电机达到相应转速，完成对小车姿态的控制。

具体实施方式4）：坐标系为机体坐标系，且确定目标方向和速度在手持摇杆终端侧；该控制方法的步骤包括：

步骤s41，手持遥控终端控制器根据终端上的6轴传感器原始数据，根据6轴姿态融合算法，计算手持遥控终端的姿态角；

其中，参考系为机体坐标系，包括航向角yaw，横滚角roll，俯仰角pitch。

步骤s42，手持遥控终端控制器获取摇杆和按键的电信号，经过模数转化为数字型的运动指令。

步骤s43，手持遥控终端控制器根据手持遥控终端的方向信息（姿态角）和运动指令（摇杆和按键信号），计算出小车运动的目标方向和速度。

步骤s44，手持遥控终端将小车运动的目标方向和速度传送至2.4g数传模块，2.4g数传模块将数字信号转化为无线信号并发出。

步骤s45，格斗机器人小车2.4g无线数传模块接收无线信号，并将有效信息检出传送给小车控制器，进而小车控制器获取小车运动的目标方向和速度。

步骤s46，小车控制器判断接收终端信号中，是否需要校准小车当前姿态为零角度位置。若是，执行步骤s47；若否，执行步骤s48。

步骤s47，小车控制器将小车当前位置记录为零角度（yaw=0°，roll=0°，pitch=0°）。

步骤s48，格斗机器人小车控制器根据小车上的6轴传感器原始数据，根据6轴姿态融合算法，计算小车的姿态角；

其中，参考系为机体坐标系，包括航向角yaw，横滚角roll，俯仰角pitch。

步骤s49，小车根据当前的方向信息（姿态角），以及小车运动的目标方向和速度，计算转换出小车当前左右轮的pwm输出值。

步骤s50，格斗机器人小车电调接收小车控制器输出的pwm值，控制左右轮电机达到相应转速，完成对小车姿态的控制。

对于上述步骤s31至步骤s39，和步骤s41至步骤s50其对应的格斗机器人小车和手持遥控终端的结构，如图3所示，格斗机器人小车包括：6轴传感器（包括3轴陀螺仪，3轴加速度计）、2.4g数传模块、小车控制器和2路电调和电机。手持摇杆终端包括：6轴传感器（包括3轴陀螺仪，3轴加速度计）、遥控终端控制器、摇杆和按键和2.4g数传模块。

可见，在本具体实施例中格斗机器人实时获得的小车姿态角，既可以是相对ned地面坐标系的，也可以是相对机体坐标系的。无线遥控终端实时获取到的终端姿态角，既可以是相对ned地面坐标系的，也可以是相对机体坐标系的，但需要与小车的参考系保持一致。摇杆和按键下达的运动指令相对终端姿态也是一个相对关系，这个相对关系始终固定的，这样就能通过终端的姿态角和运动指令计算出小车的目标姿态和速度，这个计算执行即可以放在无线遥控终端控制器上，也可以放在小车控制器上。

由于无线终端遥控器和格斗机器人小车的运动参考系相同，所以在小车控制器获取小车的目标姿态角和速度后，就能正确执行相应动作，因此就摆脱了小车运动的第一人称视角的限制，实现了第三人称视角来控制格斗机器人小车。

本申请实施例还提供了一种设备的控制装置，图4是本申请实施例的设备的控制装置的结构示意图，如图4所示，该装置包括：

第一获取模块42，用于获取控制终端当前的第一方向信息和控制终端向设备发送的运动指令，其中，运动指令用于指示设备待调整的运动方向和目标运动速度；

确定模块44，用于根据第一方向信息和待调整的运动方向确定设备的目标运动方向；

第二获取模块46，用于获取设备当前的第二方向信息；

调整模块48，用于将第二方向信息将调整为目标运动方向，以及将设备的运动速度调整为目标运动速度；

其中，第一方向信息和第二方向信息是基于同一参考坐标系确定的。

可选地，本申请实施例的第一获取模块42进一步可以包括：第一处理单元，用于获取通过设置在控制终端上的第一传感器采集的第一位置信息，并根据第一位置信息计算控制终端的第一姿态角；其中，第一方向信息包括第一姿态角；第二处理单元，用于获取控制终端上触发的电信号，并将电信号转换为数字型的运动指令；其中，电信号用于指示设备的目标运动方向和目标运动速度。

可选地，本申请实施例的第二获取模块46，还用于获取通过设置在设备上的第二传感器采集的第二位置信息，并根据第二位置信息计算控制终端的第二姿态角；其中，第二方向信息包括第二姿态角；第一传感器和第二传感器是同类型的传感器。

可选地，本申请实施例中的参考坐标系包括：北东地坐标系或机体坐标系。

可选地，在参考坐标系为机体坐标系的情况下，本申请实施例的装置还可以包括：判断模块，用于在获取设备当前的第二方向信息之前，判断设备的当前姿态角是否为零角度；调整模块，用于在设备的当前姿态角不为零角度的情况下，将设备的当前姿态角调整为零角度；触发模块，用于在设备的当前姿态角为零角度的情况下，触发执行获取设备当前的第二方向信息的步骤。

在本申请实施例中，由于控制终端与设备的方向信息是以同一参考坐标系确定的，而不是以控制终端或设备自身坐标系为参考，因此，是将控制终端的控制方向与设备的运动方向保持一致，相当于是第三人称视角对设备进行控制，而不是采用第一人称视角对设备进行操作，降低了对设备的控制难度，减少了对设备控制的失误，从而解决了现有技术中对于机器人小车的控制采用第一人称视角进行操作容易导致操作失误的问题。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位（旋转90度或处于其他方位），并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

在本发明的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。