CN109375620B - 利用单个光电传感器控制舵轮返回原点的方法及装置 - Google Patents

利用单个光电传感器控制舵轮返回原点的方法及装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种利用单个光电传感器控制舵轮返回原点的方法及装置，该方法包括：在***上电时，获取单个光电传感器的工作状态；如果光电传感器处于常开状态，表示舵轮旋转起点位于右侧；舵轮左转过程中，光电传感器由常开状态突变至常闭状态时，记录为第一时刻，舵轮继续旋转一段位移后停止，记录为第二时刻；如果光电传感器处于常闭状态，表示舵轮旋转起点位于左侧；舵轮右转过程中，光电传感器由常闭状态突变至断开状态时，记录为第一时刻，舵轮继续旋转一段位移后停止，记录为第二时刻；计算并反馈第一时刻与第二时刻之间的脉冲数；根据脉冲数控制舵轮旋转，直至舵轮回归原点位置。本发明能够找出舵轮旋转原点，方便控制舵轮的旋转角度。

Description

利用单个光电传感器控制舵轮返回原点的方法及装置
技术领域
本发明涉及舵轮旋转控制技术，尤其涉及一种利用单个光电传感器控制舵轮返回原点的方法、装置、计算机设备及存储介质。
背景技术
目前，智能设备中通常使用舵轮进行转动控制，利用舵轮旋转实现其转向。舵轮通过向左旋转及向右旋转实现左转向或右转向。现有技术中舵轮的旋转角度可以通过弹性机构恢复至原点或起点位置，弹性机构多次使用时容易导致回复精度不准，难以找到舵轮原点，影响对舵轮舵角控制的问题。
有鉴于此，有必要提出对目前的舵轮旋转起点技术进行进一步的改进。
发明内容
为解决上述至少一技术问题，本发明的主要目的是提供一种利用单个光电传感器控制舵轮返回原点的方法、装置、计算机设备及存储介质。
为实现上述目的，本发明采用的第一个技术方案为：提供一种利用单个光电传感器控制舵轮返回原点的方法，包括：
在***上电时，获取单个光电传感器的工作状态；
如果光电传感器处于常开状态，则表示舵轮旋转起点位于右侧；如果光电传感器处于常闭状态，则表示舵轮旋转起点位于左侧；
在舵轮向左旋转过程中，光电传感器由常开状态突变至常闭状态时，记录为第一时刻，舵轮继续向左旋转一段位移后停止，记录为第二时刻；计算并反馈第一时刻与第二时刻之间的脉冲数；根据脉冲数控制舵轮向右旋转，以及继续控制舵轮右转，直至舵轮回归原点位置；
在舵轮向右旋转过程中，光电传感器由常闭状态突变至断开状态时，记录为第一时刻，舵轮继续向右旋转一段位移后停止，记录为第二时刻；计算并反馈第一时刻与第二时刻之间的脉冲数；根据脉冲数控制舵轮向左旋转，以及继续控制舵轮左转，直至舵轮回归原点位置。
其中，所述光电传感器处于常开状态时，则舵轮向左旋转的舵角为负，且舵轮右侧为光电传感器的常开状态。
其中，所述述光电传感器处于常闭状态时，则舵轮向右旋转的舵角为正，且舵轮左侧为光电传感器的常闭状态。
其中，所述获取单个光电传感器的工作状态之前，还包括：
预设与光电传感器接触或靠近舵轮边缘的位置为舵轮的原点位置。
其中，所述舵轮向左旋转或向右旋转的速度为预设转速。
其中，所述计算并反馈第一时刻与第二时刻之间的脉冲数，还包括：
计算并反馈从舵轮向左或向右旋转至第一时刻之间的第二脉冲数；以及
根据第二脉冲数控制控制舵轮左转或右转，直至舵轮返回起点位置。
为实现上述目的，本发明采用的第二个技术方案为：提供一种利用单个光电传感器控制舵轮返回原点的装置，包括：
获取模块，在***上电时，用于获取单个光电传感器的工作状态；
确定模块，用于当光电传感器处于常开状态时，表示舵轮旋转起点位于右侧；当光电传感器处于常闭状态时，表示舵轮旋转起点位于左侧；
第一记录模块，用于在舵轮向左旋转过程中，光电传感器由常开状态突变至常闭状态时，记录为第一时刻，舵轮继续向左旋转一段位移后停止，记录为第二时刻；
第一反馈模块，用于计算并反馈第一时刻与第二时刻之间的脉冲数；
第一控制模块，用于根据脉冲数控制舵轮向右旋转，以及继续控制舵轮右转，直至舵轮回归原点位置；
第二记录模块，用于在舵轮向右旋转过程中，光电传感器由常闭状态突变至断开状态时，记录为第一时刻，舵轮继续向右旋转一段位移后停止，记录为第二时刻；
第二反馈模块，用于计算并反馈第一时刻与第二时刻之间的脉冲数；
第二控制模块，用于根据脉冲数控制舵轮向左旋转，以及继续控制舵轮左转，直至舵轮回归原点位置。
为实现上述目的，本发明采用的第三个技术方案为：提供一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述方法的步骤。
为实现上述目的，本发明采用的第四个技术方案为：提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述的方法的步骤。
本发明的技术方案主要采用光电传感器所处的状态来确定舵轮舵角的旋转方法，在舵轮继续旋转时，利用脉冲数来记录舵轮沿某一方向旋转的时长，如此，在寻找舵轮原点是可以先根据脉冲数返回至光电传感器状态改变的位置，舵轮旋转半周光电传感器状态改变一次，而后再控制舵轮反向旋转半周后舵轮返回原点，如此，能够快速的找到舵轮的原点，方便对舵轮旋转舵角的控制。
附图说明
图1为本发明一实施例利用单个光电传感器控制舵轮返回原点的方法的方法流程图；
图2为本发明另一实施例利用单个光电传感器控制舵轮返回原点的方法的方法流程图；
图3为本发明一实施例利用单个光电传感器控制舵轮返回原点的装置的模块方框图；
图4为本发明一实施例计算机设备的内部结构图。
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
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的一部分实施例，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作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明，本发明中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
本发明的实施例中，该利用单个光电传感器控制舵轮返回原点的方法具体应用于智能机器人中。具体结构而言，光电传感器包括光电开关及感应环，光电开关靠近舵轮的外缘设置，舵轮外缘设置有围绕舵轮半周的感应环，感应环位于舵轮左侧。光电开关处于感应环上时，光电传感器处于常闭状态，产生光电信号；光电开关位于感应环外时，光电传感器处于常开状态，不产生光电信号。具体的控制舵轮返回原点的方法，请参照下述实施例。
请参照图1，图1为本发明一实施例利用单个光电传感器控制舵轮返回原点的方法的方法流程图。在本发明实施例中，该利用单个光电传感器控制舵轮返回原点的方法，包括：
步骤S10、在***上电时，获取单个光电传感器的工作状态；
步骤S20、如果光电传感器处于常开状态，则表示舵轮旋转起点位于右侧；如果光电传感器处于常闭状态，则表示舵轮旋转起点位于左侧；
步骤S30、在舵轮向左旋转过程中，光电传感器由常开状态突变至常闭状态时，记录为第一时刻，舵轮继续向左旋转一段位移后停止，记录为第二时刻；计算并反馈第一时刻与第二时刻之间的脉冲数；根据脉冲数控制舵轮向右旋转，以及继续控制舵轮右转，直至舵轮回归原点位置；
步骤S40、在舵轮向右旋转过程中，光电传感器由常闭状态突变至断开状态时，记录为第一时刻，舵轮继续向右旋转一段位移后停止，记录为第二时刻；计算并反馈第一时刻与第二时刻之间的脉冲数；根据脉冲数控制舵轮向左旋转，以及继续控制舵轮左转，直至舵轮回归原点位置。
在***上电时，舵轮可以根据处理器的控制开始旋转。为了实现对舵轮转角的精确控制，需要先找到舵轮旋转的原点。实际中，舵轮的旋转时的初始位置往往偏离原点，直接控制舵轮旋转难以保证舵轮的旋转角度。本实施例中，通过光电传感器的两种状态可以确定舵轮旋转方向。可以理解的，光电传感器与舵轮位置不同，光电传感器的不同状态突变表示舵轮不同的旋转方向。以本方案为例，设定舵轮外缘的原点为光靠近电传感器的感应开关位置，光电传感器的感应环位于舵轮左半周，舵轮外缘旋转到左半周时，光电传感器为常闭；对应的舵轮外缘旋转到右半周时，光电传感器为常开。在舵轮旋转时，如果光电传感器处于常开状态，则表示舵轮旋转起点位于右侧；如果光电传感器处于常闭状态，则表示舵轮旋转起点位于左侧，如此，以方便后续对寻找舵轮原点的方向控制。在舵轮旋转至光电传感器的状态突变位置时，记录为第一时刻，舵轮继续运动至停止时记录为第二时刻。通过计算第一时刻与第二时刻之间的脉冲数，该脉冲数可以反馈至处理器，通过处理器的计算可以得出第一时刻与第二时刻的旋转位移。通过旋转方向及脉冲数可以寻找出舵轮的原点；如果光电传感器处于常闭状态，则表示舵轮旋转起点位于右侧，如此，以方便后续对寻找舵轮原点的方向控制。在舵轮旋转至光电传感器的状态突变位置时，记录为第一时刻，舵轮继续运动至停止时记录为第二时刻。通过计算第一时刻与第二时刻之间的脉冲数，该脉冲数可以反馈至处理器，通过处理器的计算可以得出第一时刻与第二时刻的旋转位移。通过旋转方向及脉冲数可以寻找出舵轮的原点以方便对舵轮旋转角度的精确控制。
本发明的技术方案主要采用光电传感器所处的状态来确定舵轮舵角的旋转方法，在舵轮继续旋转时，利用脉冲数来记录舵轮沿某一方向旋转的时长，如此，在寻找舵轮原点是可以先根据脉冲数返回至光电传感器状态改变的位置，舵轮旋转半周光电传感器状态改变一次，而后再控制舵轮反向旋转半周后舵轮返回原点，如此，能够快速的找到舵轮的原点，方便对舵轮旋转舵角的控制。
请参照图2，图2为本发明另一实施例利用单个光电传感器控制舵轮返回原点的方法的方法流程图。在一具体的实施方式中，所述光电传感器处于常开状态时，则舵轮向左旋转的舵角为负，且舵轮右侧为光电传感器的常开状态；所述述光电传感器处于常闭状态时，则舵轮向右旋转的舵角为正，且舵轮左侧为光电传感器的常闭状态。本实施例中，对舵轮舵角的方向设置，方便后续寻找舵轮旋转起点的原始位置，即舵轮原点。
上述实施例中，所述舵轮向左旋转或向右旋转的速度为预设转速。也就是，舵轮旋转的速度是一定的，以方便计算。考虑到复杂模型，该舵轮的转速还可以是变速，舵轮旋转时可以带动编码器的齿轮转动，实现对舵轮旋转的转速编码，能够精确控制舵轮转速。
在一具体的实施方式中，所述计算并反馈第一时刻与第二时刻之间的脉冲数，还包括：
计算并反馈从舵轮向左或向右旋转至第一时刻之间的第二脉冲数；以及
根据第二脉冲数控制控制舵轮左转或右转，直至舵轮返回起点位置。本实施例中，还可以通过记录的第二脉冲数，返回至舵轮的转动的起点位置，通过计算起点位置与原点位置的间距，可以得知舵轮开始旋转的偏差，在实际的应用中无需舵轮返回至原点，可以根据该偏差及第一时刻与第二时刻之间的脉冲数直接对舵轮的旋转角度进行精确控制。
请参照图3，图3为本发明一实施例利用单个光电传感器控制舵轮返回原点的装置的模块方框图。在本发明的实施例中，该利用单个光电传感器控制舵轮返回原点的装置，包括：
获取模块10，在***上电时，用于获取单个光电传感器的工作状态；
确定模块20，用于当光电传感器处于常开状态时，表示舵轮旋转起点位于右侧；当光电传感器处于常闭状态时，表示舵轮旋转起点位于左侧；
第一记录模块31，用于在舵轮向左旋转过程中，光电传感器由常开状态突变至常闭状态时，记录为第一时刻，舵轮继续向左旋转一段位移后停止，记录为第二时刻；
第一反馈模块41，用于计算并反馈第一时刻与第二时刻之间的脉冲数；
第一控制模块51，用于根据脉冲数控制舵轮向右旋转，以及继续控制舵轮右转，直至舵轮回归原点位置；
第二记录模块32，用于在舵轮向右旋转过程中，光电传感器由常闭状态突变至断开状态时，记录为第一时刻，舵轮继续向右旋转一段位移后停止，记录为第二时刻；
第二反馈模块42，用于计算并反馈第一时刻与第二时刻之间的脉冲数；
第二控制模块52，用于根据脉冲数控制舵轮向左旋转，以及继续控制舵轮左转，直至舵轮回归原点位置。
本实施例中，通过获取模块10可以获取单个光电传感器的工作状态，在舵轮旋转时，利用确定模块20在光电传感器处于常开状态时，确定舵轮旋转起点位于右侧；在光电传感器处于常闭状态时，确定舵轮旋转起点位于左侧，如此，以方便后续对寻找舵轮原点的方向控制。在舵轮旋转至光电传感器的状态突变位置时，根据第一记录模块31可以记录为第一时刻，舵轮继续运动至停止时记录为第二时刻。通过反馈模块可以计算第一时刻与第二时刻之间的脉冲数，该脉冲数可以反馈至处理器，通过处理器的计算可以得出第一时刻与第二时刻的旋转位移。第一控制模块51根据旋转方向及脉冲数可以寻找出舵轮的原点；利用确定在光电传感器处于常闭状态时，确定舵轮旋转起点位于右侧，如此，以方便后续对寻找舵轮原点的方向控制。在舵轮旋转至光电传感器的状态突变位置时，利用第二记录模块32可以记录为第一时刻，舵轮继续运动至停止时记录为第二时刻。通过第二反馈模块42可以计算第一时刻与第二时刻之间的脉冲数，该脉冲数可以反馈至处理器，通过处理器的计算可以得出第一时刻与第二时刻的旋转位移。第二控制模块52可以根据旋转方向及脉冲数可以寻找出舵轮的原点以方便对舵轮旋转角度的精确控制。可以理解的，上述的第一记录模块31与第二记录模块32可以整合为实现记录模块，第一反馈模块41及第二反馈模块可以整合为反馈模块，第一控制模块51及第二控制模块52可以整合为控制模块，如此，以提高模块的集中化程度，方便小型化设计，以及降低成本。
请参照图4，图4为本发明一实施例计算机设备的内部结构图。在一实施例中，该计算机设备包括通过***总线连接的处理器、存储器及网络接口。其中，该计算机设备的处理器用于提供计算和控制能力。该计算机设备的存储器包括非易失性存储介质、内存储器。该非易失性存储介质存储有操作***、计算机程序和数据库。该内存储器为非易失性存储介质中的操作***和计算机程序的运行提供环境。该计算机设备的网络接口用于与外部的终端通过网络连接通信。该计算机程序被处理器执行时以实现一种应用单个光电传感器控制舵轮返回原点的方法。
本领域技术人员可以理解，图4中示出的结构，仅仅是与本申请方案相关的部分结构的框图，并不构成对本申请方案所应用于其上的计算机设备的限定，具体的计算机设备可以包括比图中所示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者具有不同的部件布置。
在一个实施例中，提供了一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行计算机程序时实现以上各个方法实施例中的步骤。
在一个实施例中，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现以上各个方法实施例中的步骤。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和/或易失性存储器。非易失性存储器可包括只读存储器(ROM)、可编程ROM(PROM)、电可编程ROM(EPROM)、电可擦除可编程ROM(EEPROM)或闪存。易失性存储器可包括随机存取存储器(RAM)或者外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，RAM以多种形式可得，诸如静态RAM(SRAM)、动态RAM(DRAM)、同步DRAM(SDRAM)、双数据率SDRAM(DDRSDRAM)、增强型SDRAM(ESDRAM)、同步链路(Synchlink)DRAM(SLDRAM)、存储器总线(Rambus)直接RAM(RDRAM)、直接存储器总线动态RAM(DRDRAM)、以及存储器总线动态RAM(RDRAM)等。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (9)

1.一种利用单个光电传感器控制舵轮返回原点的方法，其特征在于，所述利用单个光电传感器控制舵轮返回原点的方法包括：
在***上电时，获取单个光电传感器的工作状态；
如果光电传感器处于常开状态，则表示舵轮旋转起点位于右侧；
如果光电传感器处于常闭状态，则表示舵轮旋转起点位于左侧；
在舵轮向左旋转过程中，光电传感器由常开状态突变至常闭状态时，记录为第一时刻，舵轮继续向左旋转一段位移后停止，记录为第二时刻；
计算并反馈第一时刻与第二时刻之间的脉冲数；
根据脉冲数控制舵轮向右旋转，以及继续控制舵轮右转，直至舵轮回归原点位置；
在舵轮向右旋转过程中，光电传感器由常闭状态突变至常开状态时，记录为第一时刻，舵轮继续向右旋转一段位移后停止，记录为第二时刻；
计算并反馈第一时刻与第二时刻之间的脉冲数；
根据脉冲数控制舵轮向左旋转，以及继续控制舵轮左转，直至舵轮回归原点位置。
2.如权利要求1所述的利用单个光电传感器控制舵轮返回原点的方法，其特征在于，所述光电传感器处于常开状态时，则舵轮向左旋转的舵角为负，且舵轮右侧为光电传感器的常开状态。
3.如权利要求1所述的利用单个光电传感器控制舵轮返回原点的方法，其特征在于，所述光电传感器处于常闭状态时，则舵轮向右旋转的舵角为正，且舵轮左侧为光电传感器的常闭状态。
4.如权利要求1所述的利用单个光电传感器控制舵轮返回原点的方法，其特征在于，所述获取单个光电传感器的工作状态之前，还包括：预设与光电传感器接触或靠近舵轮边缘的位置为舵轮的原点位置。
5.如权利要求1所述的利用单个光电传感器控制舵轮返回原点的方法，其特征在于，所述舵轮向左旋转或向右旋转的速度为预设转速。
6.如权利要求5所述的利用单个光电传感器控制舵轮返回原点的方法，其特征在于，所述计算并反馈第一时刻与第二时刻之间的脉冲数，还包括：计算并反馈从舵轮向左或向右旋转至第一时刻之间的第二脉冲数；以及根据第二脉冲数控制控制舵轮左转或右转，直至舵轮返回起点位置。
7.一种利用单个光电传感器控制舵轮返回原点的装置，其特征在于，所述利用单个光电传感器控制舵轮返回原点的装置包括：
获取模块，在***上电时，用于获取单个光电传感器的工作状态；
确定模块，用于当光电传感器处于常开状态时，表示舵轮旋转起点位于右侧；
当光电传感器处于常闭状态时，表示舵轮旋转起点位于左侧；
第一记录模块，用于在舵轮向左旋转过程中，光电传感器由常开状态突变至常闭状态时，记录为第一时刻，舵轮继续向左旋转一段位移后停止，记录为第二时刻；
第一反馈模块，用于计算并反馈第一时刻与第二时刻之间的脉冲数；
第一控制模块，用于根据脉冲数控制舵轮向右旋转，以及继续控制舵轮右转，直至舵轮回归原点位置；
第二记录模块，用于在舵轮向右旋转过程中，光电传感器由常闭状态突变至常开状态时，记录为第一时刻，舵轮继续向右旋转一段位移后停止，记录为第二时刻；
第二反馈模块，用于计算并反馈第一时刻与第二时刻之间的脉冲数；
第二控制模块，用于根据脉冲数控制舵轮向左旋转，以及继续控制舵轮左转，直至舵轮回归原点位置。
8.一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至6中任一项所述方法的步骤。
9.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至6中任一项所述的方法的步骤。
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