一种控制方法及电子设备的制造方法_3

文档序号:9505765阅读:来源:国知局
表示目标点 的位置参数。
[0085] 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。
[0086] 步骤302 :依据所述目标点的位置参数,规划所述电子设备的运动路径;;执行步 骤303和步骤305。
[0087] 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。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。
[0088] 步骤303 :根据所规划的运动路径,计算所述电子设备的转动参数。
[0089] 基于步骤302,已知运动路径用S (t)的情况下,根据公式(2c)以及(3c),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,执行如下步骤304。
[0090] 本发明实施例中,电子设备的转动参数用转弯半径来度量。通过公式(3c)可确定 子设备的转动参数。
[0091] 步骤304 :基于所述电子设备的转动参数,以及预先设置的转动控制关系计算所 述第一驱动部位与所述第二驱动部位的形态参数;执行步骤306。
[0092] 其中,所述形态参数用于表征所述第一驱动部位与所述第二驱动部位的形变量。
[0093] 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。
[0094] 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,本实施例将映射数据库称为转动控制关系,然后,考虑公式(2c)以及(3c),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。
[0095] 步骤305 :根据所规划的运动路径,计算所述第一区域部位与所述第二驱动部位 的平移参数。
[0096] 其中,所述平移参数用于表征所述第一驱动部位与所述第二驱动部位的平移量。 该平移参数也即动力参数,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VR、A。
[0097] 综上所述,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。
[0098] 步骤306 :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。
[0099] 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。
[0100] 图4为本发明实施例四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4所示,所述控制方法包括以 下步骤:
[0101] 步骤401 :获取目标点的位置参数。
[0102] 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。
[0103] 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(Id):
[0105] 其中,i表示横坐标X对时间求偏导,表示纵坐标y求偏导,I表示夹角Θ对时 间求偏导。
[0106] 公式(Id)中的V和ω可通过如下公式(2d)得到:
[0109] 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。
[0110] 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(3d):
[0112] 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。
[0113] 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。
[0114] 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。
[0115] 步骤402 :依据所述目标点的位置参数,规划所述电子设备的运动路径。
[0116] 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。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。
[0117] 步骤403 :获取所规划的运动路径的摩擦参数。
[0118] 本发明实施例中,考虑到电子设备的路径上转弯运功时,如果转弯的速度过大,会 发生滑动,因此,需考虑到运动路径所提供的摩擦力,当运动路径的摩擦系数较大时,运动 路径提供给电子设备的摩擦力较大,则电子设备可以以较高的速度转弯;当运动路径的摩 擦系数较小时,运动路径提供给电子设备的摩擦力较小,则电子设备可以以较低的速度转 弯。
[0119] 步骤404 :根据所规划的运动路径,计算所述第一驱动部位与所述第二驱动部位 的动力参数。
[0120] 基于步骤402,已知运动路径用S (t)的情况下,根据公式(2d)以及(3d),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。
[0121] 步骤405:依据所述地面摩擦参数以及所述动力参数,确定所述电子设备的转动 参数。
[0122] 具体地,电子设备在进行转弯时,需要运动路径给电子设备提供向心力,而向心力 的提供与地面摩擦参数以及所述动力参数有关,当地面摩擦参数较大时,电子设备的动力 参数较小时,则电子设备的转动参数较大;当地面摩擦参数较小时,电子设备的动力参数较 大时,则电子设备的转动参数较小。本发明实施例中,电子设备的转动参数用转弯半径来度 量。
[0123] 步骤406 :依据所述转动参数,计算所述第一驱动部位与所述第二驱动部位的形 态参数。
[0124] 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
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