智能平衡车系统

摘要

本发明公开了一种智能平衡车系统。所述智能平衡车系统至少包括：两轮车本体、分别安装在两轮车本体所包含的方向杆两端的两个手握件；分别用于感测一手握件的压力的两压力传感器；以及设置在所述两轮车本体的控制模块，用于基于所述两压力传感器所感测的压力值来控制所述方向杆的转向。优选地，所述控制模块还包括速度检测单元、根据相关信息、采用基于倒立摆模型及人主动干预运动相结合的响应模型来控制两轮车行驶的第一子控制单元、用于基于两轮车的相关参数，在两轮车车速已达到预定最大值时，使两轮车在预定范围内先加速再减速来调整车速的第二子控制单元。本发明能基于压力、速度等来控制两轮车的平衡行驶，以确保行车平稳及安全。

主权项

一种智能平衡车系统，其至少包括：两轮车本体；两个手握件，分别安装在所述两轮车本体所包含的方向杆两端；两压力传感器，分别用于感测一个手握件的压力；设置在所述两轮车本体的控制模块，用于基于所述两压力传感器所感测的压力值来控制所述方向杆的转向，所述控制模块包括：速度检测单元，用于基于当前所获得的霍尔状态数据，采用预定测速法来确定所述两轮车的速度；所述速度检测单元包括：误差消除单元，用于基于当前所获得的霍尔状态数据与所有霍尔状态各自的标定数据之间的相关性来确定与所述当前所获得的霍尔状态数据对应的标定数据；速度确定单元，用于基于所确定的与所述当前所获得的霍尔状态数据对应的标定数据、采用以下滤波算法来确定所述两轮车的速度及加速度：$v_k=\gamma \frac{1}{Y\left(k\right)}\frac{X\left(n\right)}{\left(E\right[X\left(n\right)\left]\right)},$$E\left[X\left(n\right)\right]=\underset{n=1}{\overset{12}{\Sigma }}X\left(n\right),$${\hat{v}}_k={\hat{v}}_{k-1}+{\hat{a}}_{k-1}T+\xi [v_k-({\hat{v}}_{k-1}+{\hat{a}}_{k-1})],$${\hat{a}}_k={\hat{a}}_{k-1}+\eta (a_k-{\hat{a}}_{k-1}),$其中，X(n)是与所述当前所获得的霍尔状态数据对应的标定数据，Y(k)为当前采集的霍尔持续时间，γ是每进行一次霍尔状态转换对应轮子所走过的距离，其值可根据电机一周霍尔状态个数、齿轮箱转速比及车轮外径关系得到，在0.0001m至0.01m之间取值，当前时刻车轮速度的最优估计值，上一时刻车轮速度的最优估计值，当前时刻车轮加速度的最优估计值，上一时刻车轮加速度的最优估计值，v_k是车轮的速度，a_k当前所测得的电机加速度，T是当前时刻与上一时刻的时间间隔，ξ,η为预定滤波系数。