CN107776436B - 两轮自平衡设备的控制方法及装置 - Google Patents

两轮自平衡设备的控制方法及装置 Download PDF

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Abstract

本公开是关于一种两轮自平衡设备的控制方法和装置。方法包括：在两轮自平衡设备处于工作状态时，获取所述两轮自平衡设备的偏航参数，所述偏航参数包括偏航角和偏航角角速度；当所述偏航参数满足预设的差速校正条件时，根据所述偏航参数控制所述两轮自平衡设备执行差速校正操作。由此，可以消除相关技术中两轮速度之差带来的两轮自平衡设备偏离既定运行轨迹的现象，能够有效减小由齿轮间隙、摩擦以及编码器精度低等因素带来的测量误差，极大地提高了两轮自平衡设备的两轮差速校正的精度。

Description

两轮自平衡设备的控制方法及装置
技术领域
本公开涉及智能控制领域，尤其涉及一种两轮自平衡设备的控制方法及装置。
背景技术
两轮自平衡设备是一种能够自平衡的设备，这种设备通过对两个轮进行驱动而平衡，也可以载重或者行走。其适应地形变化能力强，运动灵活，可以胜任一些复杂环境里的工作。如何保证设备在各种运动状态、各种环境下的平衡是保证其正常工作的关键问题。
发明内容
为克服相关技术中存在的问题，本公开提供一种两轮自平衡设备的控制方法及装置。
根据本公开实施例的第一方面，提供一种两轮自平衡设备的控制方法，所述方法包括：
在两轮自平衡设备处于工作状态时，获取所述两轮自平衡设备的偏航参数，所述偏航参数包括偏航角和偏航角角速度；
当所述偏航参数满足预设的差速校正条件时，根据所述偏航参数控制所述两轮自平衡设备执行差速校正操作；
所述根据所述偏航参数控制所述两轮自平衡设备执行差速校正操作，包括：
根据所述偏航参数，确定校正电机功率；
获取所述两轮自平衡设备的左轮电机当前功率和右轮电机当前功率；
根据所述校正电机功率、所述左轮电机当前功率和所述右轮电机当前功率，确定所述两轮自平衡设备的左轮电机目标功率和右轮电机目标功率；
控制所述两轮自平衡设备的左轮电机以所述左轮电机目标功率运转，以及控制所述两轮自平衡设备的右轮电机以所述右轮电机目标功率运转。
可选地，所述获取所述两轮自平衡设备的偏航参数，包括：
通过设置在所述两轮自平衡设备上的陀螺仪来获取所述两轮自平衡设备的偏航参数。
可选地，所述两轮自平衡设备直线运动方向为Z轴，垂直于地面的方向为Y轴，所述两轮自平衡设备绕Y轴的旋转角为所述偏航角；所述通过设置在所述两轮自平衡设备上的陀螺仪来获取所述两轮自平衡设备的偏航参数，包括：
采集所述陀螺仪在所述Y轴的输出数据；
处理所述输出数据以获取所述偏航角角速度和所述偏航角。
可选地，所述方法还包括：
在所述偏航角的绝对值大于预设的偏航角阈值时，确定所述偏航参数满足所述差速校正条件；
在所述偏航角的绝对值小于或等于所述偏航角阈值时，确定所述偏航参数不满足所述差速校正条件。
可选地，所述根据所述偏航参数，确定校正电机功率，包括：
Pwr＝Kp*yaw+Ki*yawspeed
其中，Pwr为所述校正电机功率；yaw为所述偏航角；yawspeed为所述偏航角角速度；Kp、Ki为预设的比例系数。
可选地，所述根据所述校正电机功率、所述左轮电机当前功率和所述右轮电机当前功率，确定所述两轮自平衡设备的左轮电机目标功率和右轮电机目标功率，包括：
或者
其中，Left_PowerT为所述左轮电机目标功率；Left_PowerC为所述左轮电机当前功率；Right_PowerT为所述右轮电机目标功率；Right_PowerT为所述右轮电机当前功率；Right_PowerC为所述校正电机功率。
可选地，所述方法还包括：
在接收到转弯信号时，控制所述两轮自平衡设备执行转弯操作，而不执行所述差速校正操作。
根据本公开实施例的第二方面，提供一种两轮自平衡设备的控制装置，包括：
获取模块，被配置为在两轮自平衡设备处于工作状态时，获取所述两轮自平衡设备的偏航参数，所述偏航参数包括偏航角和偏航角角速度；
控制模块，被配置为当所述偏航参数满足预设的差速校正条件时，根据所述偏航参数控制所述两轮自平衡设备执行差速校正操作；
所述控制模块包括：
第一确定子模块，被配置为根据所述偏航参数，确定校正电机功率；
获取子模块，被配置获取所述两轮自平衡设备的左轮电机当前功率和右轮电机当前功率；
第二确定子模块，被配置为根据所述第一确定子模块确定出的所述校正电机功率、所述获取子模块获取到的所述左轮电机当前功率和所述右轮电机当前功率，确定所述两轮自平衡设备的左轮电机目标功率和右轮电机目标功率；
控制子模块，被配置为控制所述两轮自平衡设备的左轮电机以所述第二确定子模块确定出的所述左轮电机目标功率运转，以及控制所述两轮自平衡设备的右轮电机以所述第二确定子模块确定出的所述右轮电机目标功率运转。
可选地，所述获取模块被配置为在两轮自平衡设备处于工作状态时，通过设置在所述两轮自平衡设备上的陀螺仪来获取所述两轮自平衡设备的偏航参数。
可选地，所述两轮自平衡设备直线运动方向为Z轴，垂直于地面的方向为Y轴，所述两轮自平衡设备绕Y轴的旋转角为所述偏航角；
所述获取模块包括：
数据采集子模块，被配置为采集所述陀螺仪在所述Y轴的输出数据；
数据处理子模块，被配置为处理所述输出数据以获取所述偏航角角速度和所述偏航角。
可选地，所述装置还包括：
第一判定模块，被配置为在所述偏航角的绝对值大于预设的偏航角阈值时，确定所述偏航参数满足所述差速校正条件；
第二判定模块，被配置为在所述偏航角的绝对值小于或等于所述偏航角阈值时，确定所述偏航参数不满足所述差速校正条件。
可选地，所述第一确定子模块被配置为根据所述偏航参数，通过以下公式确定校正电机功率：
Pwr＝Kp*yaw+Ki*yawspeed
其中，Pwr为所述校正电机功率；yaw为所述偏航角；yawspeed为所述偏航角角速度；Kp、Ki为预设的比例系数。
可选地，所述第二确定子模块被配置为根据所述第一确定子模块确定出的所述校正电机功率、所述获取子模块获取到的所述校正电机功率、所述左轮电机当前功率和所述右轮电机当前功率，通过以下公式确定所述两轮自平衡设备的左轮电机目标功率和右轮电机目标功率：
或者
其中，Left_PowerT为所述左轮电机目标功率；Left_PowerC为所述左轮电机当前功率；Right_PowerT为所述右轮电机目标功率；Right_PowerT为所述右轮电机当前功率；Right_PowerC为所述校正电机功率。
可选地，所述控制模块还被配置为在接收到转弯信号时，控制所述两轮自平衡设备执行转弯操作，而不执行所述差速校正操作。
根据本公开实施例的第三方面，提供一种两轮自平衡设备的控制装置，包括：
处理器；
用于存储处理器可执行指令的存储器；
其中，所述处理器被配置为：
在两轮自平衡设备处于工作状态时，获取所述两轮自平衡设备的偏航参数，所述偏航参数包括偏航角和偏航角角速度；
当所述偏航参数满足预设的差速校正条件时，根据所述偏航参数控制所述两轮自平衡设备执行差速校正操作；
所述根据所述偏航参数控制所述两轮自平衡设备执行差速校正操作，包括：
根据所述偏航参数，确定校正电机功率；
获取所述两轮自平衡设备的左轮电机当前功率和右轮电机当前功率；
根据所述校正电机功率、所述左轮电机当前功率和所述右轮电机当前功率，确定所述两轮自平衡设备的左轮电机目标功率和右轮电机目标功率；
控制所述两轮自平衡设备的左轮电机以所述左轮电机目标功率运转，以及控制所述两轮自平衡设备的右轮电机以所述右轮电机目标功率运转。
根据本公开实施例的第四方面，提供一种非临时性计算机可读存储介质，当所述存储介质中的指令由两轮自平衡设备的处理器执行时，使得自平衡设备能够执行一种两轮自平衡设备的控制方法，所述方法包括：
在两轮自平衡设备处于工作状态时，获取所述两轮自平衡设备的偏航参数，所述偏航参数包括偏航角和偏航角角速度；
当所述偏航参数满足预设的差速校正条件时，根据所述偏航参数控制所述两轮自平衡设备执行差速校正操作；
所述根据所述偏航参数控制所述两轮自平衡设备执行差速校正操作，包括：
根据所述偏航参数，确定校正电机功率；
获取所述两轮自平衡设备的左轮电机当前功率和右轮电机当前功率；
根据所述校正电机功率、所述左轮电机当前功率和所述右轮电机当前功率，确定所述两轮自平衡设备的左轮电机目标功率和右轮电机目标功率；
控制所述两轮自平衡设备的左轮电机以所述左轮电机目标功率运转，以及控制所述两轮自平衡设备的右轮电机以所述右轮电机目标功率运转。
本公开的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：通过获取两轮自平衡设备的偏航参数，来实时监测两轮自平衡设备的偏离运动轨迹的情况，并在偏航参数满足差速校正条件时，自动控制两轮自平衡设备执行差速校正操作，使得整个控制***具备自动修正的能力。该控制***能够有效消除两轮速度之差带来的两轮自平衡设备偏离既定运行轨迹的现象。在电机低速运转的情况下，这种效果尤其明显。
应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本公开。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。
图1是根据一示例性实施例示出的一种两轮自平衡设备的控制方法的流程图。
图2是根据一示例性实施例示出的一种两轮自平衡设备的偏航角的示意图。
图3是根据一示例性实施例示出的一种控制两轮自平衡设备执行差速校正过程的流程图。
图4是根据一示例性实施例示出的一种两轮自平衡设备的控制过程的示意图。
图5是根据一示例性实施例示出的另一种两轮自平衡设备的控制方法的流程图。
图6A至图6D是根据一示例性实施例示出的一种两轮自平衡设备的控制装置的框图。
图7根据一示例性实施例示出的一种两轮自平衡设备的控制装置的框图。
具体实施方式
这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本公开相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本公开的一些方面相一致的装置和方法的例子。
图1是根据一示例性实施例示出的一种两轮自平衡设备的控制方法的流程图，其中，该方法可以应用于两轮自平衡设备中。如图1所示，该方法可以包括以下步骤。
在步骤101中，在两轮自平衡设备处于工作状态时，获取该两轮自平衡设备的偏航参数。
示例地，当两轮自平衡设备处于行驶过程中时，确认该两轮自平衡设备此时处于工作状态。当两轮自平衡设备处于工作状态时，两轮自平衡设备可以获取偏航参数。其中，偏航参数可以包括偏航角和偏航角角速度。在这个过程中，配置在两轮自平衡设备中的偏航参数获取装置(例如，陀螺仪、角度传感器等)可以实时监测两轮自平衡设备的偏航角角速度和偏航角。
以陀螺仪为例，请参考图2，假定两轮自平衡设备直线运动方向为Z轴，垂直于地面的方向为Y轴，所述两轮自平衡设备绕Y轴的旋转角yaw为所述偏航角。在这种情况下，两轮自平衡设备可以通过以下方式来获取偏航参数。
首先，采集陀螺仪在Y轴的输出数据。
接下来，处理所述输出数据以获取所述偏航角角速度和所述偏航角。比如，两轮自平衡设备在行进过程中，采集陀螺仪在Y轴的输出数据为Wy，通过对输出数据Wy进行卡尔曼滤波，可以得到偏航角角速度yawspeed；对该偏航角角速度yawspeed进行积分运算，进而得到偏航角yaw。
在步骤102中，当偏航参数满足预设的差速校正条件时，根据所述偏航参数控制所述两轮自平衡设备执行差速校正操作。
两轮自平衡设备可以根据实时监测到的偏航角角速度和/或偏航角，来判断偏航参数是否满足预设的差速校正条件。在一个实施例中，可以通过比较偏航角的绝对值与预设的偏航角阈值的大小，来判断偏航参数是否满足差速校正条件。示例地，当偏航角的绝对值大于该偏航角阈值时，确定该偏航参数满足差速校正条件；当偏航角的绝对值小于或等于该偏航角阈值时，确定该偏航参数不满足差速校正条件。或者，在另一个实施例中，可以通过比较偏航角角速度的绝对值与预设的偏航角角速度阈值的大小，来判断偏航参数是否满足差速校正条件。示例地，当偏航角角速度的绝对值大于该偏航角角速度阈值时，确定该偏航参数满足差速校正条件；当偏航角角速度的绝对值小于或等于该偏航角角速度阈值时，确定该偏航参数不满足差速校正条件。亦或者，在又一个实施例中，可以通过比较偏航角的绝对值与预设的偏航角阈值的大小、以及比较偏航角角速度的绝对值与预设的偏航角角速度阈值的大小，来判断偏航参数是否满足差速校正条件。示例地，当偏航角的绝对值大于该偏航角阈值时或当偏航角角速度的绝对值大于该偏航角角速度阈值时，确定该偏航参数满足差速校正条件；当偏航角的绝对值小于或等于该偏航角阈值时，并且当偏航角角速度的绝对值小于或等于该偏航角角速度阈值时，确定该偏航参数不满足差速校正条件。
上述的偏航角阈值以及偏航角角速度阈值可以视实际控制要求来设定。例如，上述阈值可以被设置为零。不过，在一些可选的实施方式中，允许两轮自平衡设备实际运行轨迹与目标运行轨迹之间存在一定的误差，因此，上述阈值可以被设置为大于零的数值，具体可依据允许的误差来设定。示例地，偏航角阈值被设置为1.5°。
由于偏航角的大小能够直观地表示两轮自平衡设备当前偏离运行轨迹的程度，因此，为了提高判断速率，并降低数据处理的复杂性，在本公开中，采用比较偏航角的绝对值与预设的偏航角阈值的大小的方式来判断偏航参数是否满足差速校正条件。
当确定偏航参数满足差速校正条件时，根据该偏航参数控制两轮自平衡设备执行差速校正操作。
在一个实施例中，可以通过以下方式来控制两轮自平衡设备执行差速校正操作。如图3所示，上述步骤102可以包括：
在步骤301中，根据偏航参数，确定校正电机功率。其中，校正电机功率用于校正两轮自平衡设备的左轮电机与右轮电机之间的差速。
示例地，可以通过以下等式(1)来确定校正电机功率：
Pwr＝Kp*yaw+Ki*yawspeed (1)
其中，Pwr为所述校正电机功率；yaw为所述偏航角；yawspeed为所述偏航角角速度；Kp、Ki为预设的比例系数。
在步骤302中，获取两轮自平衡设备的左轮电机当前功率和右轮电机当前功率。
在步骤303中，根据校正电机功率、左轮电机当前功率和右轮电机当前功率，确定该两轮自平衡设备的左轮电机目标功率和右轮电机目标功率。
在确定该两轮自平衡设备的左轮电机目标功率和右轮电机目标功率过程中，基于校正电机功率在左轮电机当前功率和右轮电机当前功率的基础上进行调整，得到左轮电机目标功率和右轮电机目标功率。
示例地，可以通过以下等式(2)来确定两轮自平衡设备的左轮电机目标功率和右轮电机目标功率：
其中，Left_PowerT为所述左轮电机目标功率；Left_PowerC为所述左轮电机当前功率；Right_PowerT为所述右轮电机目标功率；Right_PowerC为所述右轮电机当前功率；Pwr为所述校正电机功率。
应当理解的是，虽然上面以等式(2)为例进行描述，即，通过将左轮电机当前功率附加校正电机功率、同时将右轮电机当前功率减去校正电机功率的方式来实现差速校正，不过在其他实施例中，也可以通过将左轮电机当前功率减去校正电机功率、同时将右轮电机当前功率附加校正电机功率的方式来实现差速校正，如下：
对此，本公开不进行具体限定。
在步骤304中，控制两轮自平衡设备的左轮电机以该左轮电机目标功率运转，以及控制两轮自平衡设备的右轮电机以该右轮电机目标功率运转。由此，实现对两轮自平衡设备的差速校正操作的控制。
在两轮自平衡设备执行差速校正操作的过程中，该两轮自平衡设备可以实时监测自身的偏航角角速度和偏航角等偏航参数，并判断当前偏航参数是否满足差速校正条件。当该偏航参数仍满足差速校正条件时，继续按照上述方式控制该两轮自平衡设备执行差速校正操作，直到所监测到的偏航参数不满足上述差速校正条件为止。
图4是根据一示例性实施例示出的一种两轮自平衡设备的控制过程的示意图。如图4所示，工作初始时，两轮自平衡设备处于位置状态401。随着两轮自平衡设备的行驶过程，由于两轮之间存在差速，该两轮自平衡设备逐渐偏离运行轨迹。当处于位置状态402时，此时偏航角yaw大于预设的偏航角阈值，偏航参数已满足上述差速校正条件，此时，两轮自平衡设备开始执行差速校正操作。当两轮自平衡设备的位置被校正回到位置状态403时，此时偏航角yaw小于预设的偏航角阈值，偏航参数不满足上述差速校正条件，此时，两轮自平衡设备停止执行差速校正操作，维持行驶操作。
本公开的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：通过获取两轮自平衡设备的偏航参数，来实时监测两轮自平衡设备的偏离运动轨迹的情况，并在偏航参数满足差速校正条件时，自动控制两轮自平衡设备执行差速校正操作，使得整个控制***具备自动修正的能力。该控制***能够有效消除两轮速度之差带来的两轮自平衡设备偏离既定运行轨迹的现象。在电机低速运转的情况下，这种效果尤其明显。
图5是根据一示例性实施例示出的另一种两轮自平衡设备的控制方法的流程图。如图5所示，该方法可以包括以下步骤。
在步骤501中，接收转弯信号。
在两轮自平衡设备运行的过程中，接收到转弯信号的时间是不固定的。两轮自平衡设备接收到转弯信号的时间可以是进行差速校正操作的过程中，也可以在没有执行差速校正操作的时段内。
在步骤502中，在接收到该转弯信号时，控制该两轮自平衡设备执行转弯操作，而不执行差速校正操作。
也就是说，在本公开中，一旦接收到转弯信号，不论两轮自平衡设备当前是否正在执行差速校正操作，此时，两轮自平衡设备都不执行差速校正操作，而是响应该转弯信号，执行转弯操作。
在未接收到转弯信号时，执行步骤503。如图5所示，在步骤503中，获取两轮自平衡设备的偏航参数。
在步骤504中，当偏航参数满足预设的差速校正条件时，根据该偏航参数控制两轮自平衡设备执行差速校正操作。
步骤503至步骤504的实施同上面结合图1所描述的步骤101至步骤102的实施相同，此处便不再赘述。
也就是说，在本公开中，两轮自平衡设备在未接收到转弯信号时，才开始获取偏航参数，并执行后续的判断、控制的操作。由于在接收到转弯信号时，两轮自平衡设备要执行转弯操作而不执行差速校正操作，因而，没有必要获取偏航参数，并进行后续的判断操作。如此，可以避免两轮自平衡设备进行不必要的数据获取及判断操作，降低功耗。
图6A至图6D是根据一示例性实施例示出的一种两轮自平衡设备的控制装置的框图。参照图6A，该装置600可以包括：获取模块601，被配置为在两轮自平衡设备处于工作状态时，获取所述两轮自平衡设备的偏航参数，所述偏航参数包括偏航角和偏航角角速度；控制模块602，被配置为当所述偏航参数满足预设的差速校正条件时，根据所述偏航参数控制所述两轮自平衡设备执行差速校正操作。
本公开的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：通过获取两轮自平衡设备的偏航参数，来实时监测两轮自平衡设备的偏离运动轨迹的情况，并在偏航参数满足差速校正条件时，自动控制两轮自平衡设备执行差速校正操作，使得整个控制***具备自动修正的能力。该控制***能够有效消除两轮速度之差带来的两轮自平衡设备偏离既定运行轨迹的现象。在电机低速运转的情况下，这种效果尤其明显。
可选地，获取模块601被配置为在两轮自平衡设备处于工作状态时，通过设置在所述两轮自平衡设备上的陀螺仪来获取所述两轮自平衡设备的偏航参数。
可选地，所述两轮自平衡设备直线运动方向为Z轴，垂直于地面的方向为Y轴，所述两轮自平衡设备绕Y轴的旋转角为所述偏航角；如图6B所示，获取模块601可以包括：
数据采集子模块603，被配置为采集所述陀螺仪在所述Y轴的输出数据；
数据处理子模块604，被配置为处理所述输出数据以获取所述偏航角角速度和所述偏航角。
可选地，如图6C所示，所述装置600还包括：第一判定模块605，被配置为在所述偏航角的绝对值大于预设的偏航角阈值时，确定所述偏航参数满足所述差速校正条件；第二判定模块606，被配置为在所述偏航角的绝对值小于或等于所述偏航角阈值时，确定所述偏航参数不满足所述差速校正条件。
可选地，如图6D所示，所述控制模块602包括：
第一确定子模块607，被配置为根据所述偏航参数，确定校正电机功率；
获取子模块608，被配置获取所述两轮自平衡设备的左轮电机当前功率和右轮电机当前功率；
第二确定子模块609，被配置为根据所述第一确定子模块607确定出的所述校正电机功率、所述获取子模块608获取到的所述左轮电机当前功率和所述右轮电机当前功率，确定所述两轮自平衡设备的左轮电机目标功率和右轮电机目标功率；
控制子模块610，被配置为控制所述两轮自平衡设备的左轮电机以所述第二确定子模块609定出的所述左轮电机目标功率运转，以及控制所述两轮自平衡设备的右轮电机以所述第二确定子模块609确定出的所述右轮电机目标功率运转。
可选地，所述第一确定子模块607被配置为根据所述偏航参数，通过以上等式(1)来确定校正电机功率。
可选地，所述第二确定子模块609被配置为根据所述第一确定子模块607确定出的所述校正电机功率、所述获取子模块608获取到的所述左轮电机当前功率和所述右轮电机当前功率，通过以上等式(1)确定所述两轮自平衡设备的左轮电机目标功率和右轮电机目标功率。
可选地，所述控制模块602还被配置为在接收到转弯信号时，控制所述两轮自平衡设备执行转弯操作，而不执行所述差速校正操作。
可选地，在另一种实施例中，所述获取模块601被配置为在两轮自平衡设备处于工作状态、且未接收到所述转弯信号时，获取所述两轮自平衡设备的偏航参数。
图7根据一示例性实施例示出的一种两轮自平衡设备的控制装置700的框图。参照图7，装置700包括处理组件722，其进一步包括一个或多个处理器，以及由存储器732所代表的存储器资源，用于存储可由处理组件722的执行的指令，例如应用程序。存储器732中存储的应用程序可以包括一个或一个以上的每一个对应于一组指令的模块。此外，处理组件722被配置为执行指令，以执行上述的两轮自平衡设备的控制方法，包括在两轮自平衡设备处于工作状态时，获取所述两轮自平衡设备的偏航参数，所述偏航参数包括偏航角和偏航角角速度；当所述偏航参数满足预设的差速校正条件时，根据所述偏航参数控制所述两轮自平衡设备执行差速校正操作。
装置700还可以包括一个电源组件726被配置为执行装置700的电源管理，一个有线或无线网络接口750被配置为将装置700连接到网络，和一个输入输出(I/O)接口758。装置700可以操作基于存储在存储器732的操作***，例如Windows ServerTM，Mac OS XTM，UnixTM,LinuxTM，FreeBSDTM或类似。
本领域技术人员在考虑说明书及实践本公开后，将容易想到本公开的其它实施方案。本申请旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本公开的真正范围和精神由下面的权利要求指出。
应当理解的是，本公开并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本公开的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (16)

1.一种两轮自平衡设备的控制方法，其特征在于，所述方法包括：
在两轮自平衡设备处于工作状态时，获取所述两轮自平衡设备的偏航参数，所述偏航参数包括偏航角和偏航角角速度；
当所述偏航参数满足预设的差速校正条件时，根据所述偏航参数控制所述两轮自平衡设备执行差速校正操作；
所述根据所述偏航参数控制所述两轮自平衡设备执行差速校正操作，包括：
根据所述偏航参数，确定校正电机功率；
获取所述两轮自平衡设备的左轮电机当前功率和右轮电机当前功率；
根据所述校正电机功率、所述左轮电机当前功率和所述右轮电机当前功率，确定所述两轮自平衡设备的左轮电机目标功率和右轮电机目标功率；
控制所述两轮自平衡设备的左轮电机以所述左轮电机目标功率运转，以及控制所述两轮自平衡设备的右轮电机以所述右轮电机目标功率运转。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取所述两轮自平衡设备的偏航参数，包括：
通过设置在所述两轮自平衡设备上的陀螺仪来获取所述两轮自平衡设备的偏航参数。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述两轮自平衡设备直线运动方向为Z轴，垂直于地面的方向为Y轴，所述两轮自平衡设备绕Y轴的旋转角为所述偏航角；所述通过设置在所述两轮自平衡设备上的陀螺仪来获取所述两轮自平衡设备的偏航参数，包括：
采集所述陀螺仪在所述Y轴的输出数据；
处理所述输出数据以获取所述偏航角角速度和所述偏航角。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
在所述偏航角的绝对值大于预设的偏航角阈值时，确定所述偏航参数满足所述差速校正条件；
在所述偏航角的绝对值小于或等于所述偏航角阈值时，确定所述偏航参数不满足所述差速校正条件。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述偏航参数，确定校正电机功率，包括：
Pwr＝Kp*yaw+Ki*yawspeed
其中，Pwr为所述校正电机功率；yaw为所述偏航角；yawspeed为所述偏航角角速度；Kp、Ki为预设的比例系数。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述根据所述校正电机功率、所述左轮电机当前功率和所述右轮电机当前功率，确定所述两轮自平衡设备的左轮电机目标功率和右轮电机目标功率，包括：
或者
其中，Left_PowerT为所述左轮电机目标功率；Left_PowerC为所述左轮电机当前功率；Right_PowerT为所述右轮电机目标功率；Right_PowerC为所述右轮电机当前功率；Pwr为所述校正电机功率。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
在接收到转弯信号时，控制所述两轮自平衡设备执行转弯操作，而不执行所述差速校正操作。
8.一种两轮自平衡设备的控制装置，其特征在于，所述装置包括：
获取模块，被配置为在两轮自平衡设备处于工作状态时，获取所述两轮自平衡设备的偏航参数，所述偏航参数包括偏航角和偏航角角速度；
控制模块，被配置为当所述偏航参数满足预设的差速校正条件时，根据所述偏航参数控制所述两轮自平衡设备执行差速校正操作；
所述控制模块包括：
第一确定子模块，被配置为根据所述偏航参数，确定校正电机功率；
获取子模块，被配置获取所述两轮自平衡设备的左轮电机当前功率和右轮电机当前功率；
第二确定子模块，被配置为根据所述第一确定子模块确定出的所述校正电机功率、所述获取子模块获取到的所述左轮电机当前功率和所述右轮电机当前功率，确定所述两轮自平衡设备的左轮电机目标功率和右轮电机目标功率；
控制子模块，被配置为控制所述两轮自平衡设备的左轮电机以所述第二确定子模块确定出的所述左轮电机目标功率运转，以及控制所述两轮自平衡设备的右轮电机以所述第二确定子模块确定出的所述右轮电机目标功率运转。
9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述获取模块被配置为在两轮自平衡设备处于工作状态时，通过设置在所述两轮自平衡设备上的陀螺仪来获取所述两轮自平衡设备的偏航参数。
10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述两轮自平衡设备直线运动方向为Z轴，垂直于地面的方向为Y轴，所述两轮自平衡设备绕Y轴的旋转角为所述偏航角；
所述获取模块包括：
数据采集子模块，被配置为采集所述陀螺仪在所述Y轴的输出数据；
数据处理子模块，被配置为处理所述输出数据以获取所述偏航角角速度和所述偏航角。
11.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：
第一判定模块，被配置为在所述偏航角的绝对值大于预设的偏航角阈值时，确定所述偏航参数满足所述差速校正条件；
第二判定模块，被配置为在所述偏航角的绝对值小于或等于所述偏航角阈值时，确定所述偏航参数不满足所述差速校正条件。
12.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述第一确定子模块被配置为根据所述偏航参数，通过以下公式确定校正电机功率：
Pwr＝Kp*yaw+Ki*yawspeed
其中，Pwr为所述校正电机功率；yaw为所述偏航角；yawspeed为所述偏航角角速度；Kp、Ki为预设的比例系数。
13.根据权利要求12所述的装置，其特征在于，所述第二确定子模块被配置为根据所述第一确定子模块确定出的所述校正电机功率、所述获取子模块获取到的所述左轮电机当前功率和所述右轮电机当前功率，通过以下公式确定所述两轮自平衡设备的左轮电机目标功率和右轮电机目标功率：
或者
其中，Left_PowerT为所述左轮电机目标功率；Left_PowerC为所述左轮电机当前功率；Right_PowerT为所述右轮电机目标功率；Right_PowerC为所述右轮电机当前功率；Pwr为所述校正电机功率。
14.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述控制模块还被配置为在接收到转弯信号时，控制所述两轮自平衡设备执行转弯操作，而不执行所述差速校正操作。
15.一种两轮自平衡设备的控制装置，其特征在于，包括：
处理器；
用于存储处理器可执行指令的存储器；
其中，所述处理器被配置为：
在两轮自平衡设备处于工作状态时，获取所述两轮自平衡设备的偏航参数，所述偏航参数包括偏航角和偏航角角速度；
当所述偏航参数满足预设的差速校正条件时，根据所述偏航参数控制所述两轮自平衡设备执行差速校正操作；
所述根据所述偏航参数控制所述两轮自平衡设备执行差速校正操作，包括：
根据所述偏航参数，确定校正电机功率；
获取所述两轮自平衡设备的左轮电机当前功率和右轮电机当前功率；
根据所述校正电机功率、所述左轮电机当前功率和所述右轮电机当前功率，确定所述两轮自平衡设备的左轮电机目标功率和右轮电机目标功率；
控制所述两轮自平衡设备的左轮电机以所述左轮电机目标功率运转，以及控制所述两轮自平衡设备的右轮电机以所述右轮电机目标功率运转。
16.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序指令，其特征在于，该程序指令被处理器执行时实现权利要求1-7中任一项所述方法的步骤。
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