CN108725648B - 人机互动运动设备及其控制方法与装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供的一种人机互动运动设备及其控制方法与装置，其中，方法应用于设置有压力感应装置的人机互动运动设备上，所述方法包括：采集压力感应装置对应的前后部位的压力值；将压力感应装置对应的前后部位的压力值进行比较，得到压力感应装置对应的前后部位的压力差值；比较所述压力差值与第一预设压力值、第二预设压力值的大小，得到转向压力值信号，并采取对应的控制方式对人机互动运动设备的行驶的转向进行控制，可以避免转向时人机互动运动设备左右晃动，致使用户失去平衡而跌落，这样不仅提高了人机互动运动设备的安全性，还大大提升用户的体验，对于初学者来说，人机互动运动设备体感更好，且易于学会并操作。
Description
技术领域
本发明涉及通信及计算机处理领域，具体涉及一种人机互动运动设备及其控制方法与装置。
背景技术
人机互动体感车，又叫平衡车、思维车，其运作原理主要是建立在一种被称为“动态稳定”(Dynamic Stabilization)的基本原理上，利用车体内部的陀螺仪和加速度传感器，来检测车体姿态的变化，并利用伺服控制系统，精确地驱动电机进行相应的调整，以保持系统的平衡。
对于传统的平衡车的控制转向的方法一般为：通过两个轮子的中间的转轴实现转向，其依靠中间的转轴的转动实现陀螺仪的翻转形成左右轮的差速来实现人机互动运动设备的转向；上述转向系统操作虽然简单，但是中间的转轴容易由于使用时间长，内部的黄油耗尽或者钢管生锈而影响转向，此种转轴的设计方法既不容易保养维修，也不能长时间工作。另外在此种人机互动运动设备的高速运行和快速转弯时容易产生左右晃动，致使用户失去平衡而跌落，造成安全隐患。
发明内容
本发明为了克服现有技术提出一种人机互动运动设备及其控制方法与装置，不仅可以方便人机互动运动设备维修保养，从而使其长时间工作，还可以提高使用人机互动运动设备代步的稳定性和安全性。
根据本发明实施例的第一方面，提供一种控制人机互动运动设备的方法，应用于设置有压力感应装置的人机互动运动设备上，所述方法包括：
采集压力感应装置对应的前后部位的压力值；
将压力感应装置对应的前后部位的压力值进行比较，得到压力感应装置对应的前后部位的压力差值；
比较所述压力差值与第一预设压力值、第二预设压力值的大小，得到转向压力值信号，并采取对应的控制方式对人机互动运动设备的行驶的转向进行控制，其中，所述第二预设压力值大于所述第一预设压力值。
优选的，所述第一预设压力值的绝对值与所述第二预设压力值的绝对值相同。
优选的，所述比较所述压力差值与第一预设压力值、第二预设压力值的大小，得到转向压力值信号，并采取对应的控制方式对人机互动运动设备的行驶的转向进行控制，包括：
实时获取所述人机互动运动设备的角速度反馈量；
根据所述角速度反馈量及比较所述压力差值与第一预设压力值、第二预设压力值的大小获取的偏航控制信号，得到转向压力值信号，并根据所述转向压力值信号获取实时的控制方式，所述人机互动运动设备根据所述控制方式行驶。
优选的，所述根据所述角速度反馈量及比较所述压力差值与第一预设压力值、第二预设压力值的大小获取的偏航控制信号，得到转向压力值信号，并根据所述转向压力值信号获取实时的控制方式，所述人机互动运动设备根据所述控制方式行驶，包括：
当所述压力差值不小于所述第一预设压力值，并且不大于所述第二预设压力值，所述人机互动运动设备不转向行驶。
优选的，所述根据所述角速度反馈量及比较所述压力差值与第一预设压力值、第二预设压力值的大小获取的偏航控制信号，得到转向压力值信号，并根据所述转向压力值信号获取实时的控制方式，所述人机互动运动设备根据所述控制方式行驶，包括：
当所述压力差值小于所述第一预设压力值，所述人机互动运动设备向装有压力感应装置的一侧转向行驶。
优选的，所述根据所述角速度反馈量及比较所述压力差值与第一预设压力值、第二预设压力值的大小获取的偏航控制信号，得到转向压力值信号，并根据所述转向压力值信号获取实时的控制方式，所述人机互动运动设备根据所述控制方式行驶，包括：
当所述压力差值大于所述第二预设压力值，所述人机互动运动设备向没有装有压力感应装置的另一侧转向行驶。
进一步优选的，所述方法还包括：
采集所述人机互动运动设备的倾斜信息；
根据所述倾斜信息，采取对应的控制方式对所述人机互动运动设备的前进和后退进行控制。
进一步优选的，所述方法还包括：
感测压力感应装置上是否有使用者，以控制人机互动设备的启停。
根据本发明实施例的第二方面，提供一种人机互动运动设备的装置，应用于设置有压力感应装置的人机互动运动设备上，包括：
第一采集模块，采集压力感应装置对应的前后部位的压力值；
比较模块，将压力感应装置对应的前后部位的压力值进行比较，得到压力感应装置对应的前后部位的压力差值；
比较控制模块，比较所述压力差值与所述第一预设压力值、第二预设压力值的大小，得到转向压力值信号，并采取对应的控制方式对人机互动运动设备的行驶的转向进行控制，其中，所述第二预设压力值大于所述第一预设压力值。
优选的，所述第一预设压力值的绝对值与所述第二预设压力值的绝对值相同。
优选的，所述比较控制模块通过下述方式比较所述压力差值与第一预设压力值、第二预设压力值的大小，得到转向压力值信号，并采取对应的控制方式对人机互动运动设备的行驶的转向进行控制：
实时获取所述人机互动运动设备的角速度反馈量；
根据所述角速度反馈量及比较所述压力差值与第一预设压力值、第二预设压力值的大小获取的偏航控制信号，得到转向压力值信号，并根据所述转向压力值信号获取实时的控制方式，所述人机互动运动设备根据所述控制方式行驶。
优选的，所述比较控制模块通过下述方式根据所述角速度反馈量及比较所述压力差值与第一预设压力值、第二预设压力值的大小获取的偏航控制信号，得到转向压力值信号，并根据所述转向压力值信号获取实时的控制方式，所述人机互动运动设备根据所述控制方式行驶：
当所述压力差值不小于所述第一预设压力值，并且不大于所述第二预设压力值，所述人机互动运动设备不转向行驶。
优选的，所述比较控制模块通过下述方式根据所述角速度反馈量及比较所述压力差值与第一预设压力值、第二预设压力值的大小获取的偏航控制信号，得到转向压力值信号，并根据所述转向压力值信号获取实时的控制方式，所述人机互动运动设备根据所述控制方式行驶：
当所述压力差值小于所述第一预设压力值，所述人机互动运动设备向装有压力感应装置的一侧转向行驶。
优选的，所述比较控制模块通过下述方式根据所述角速度反馈量及比较所述压力差值与第一预设压力值、第二预设压力值的大小获取的偏航控制信号，得到转向压力值信号，并根据所述转向压力值信号获取实时的控制方式，所述人机互动运动设备根据所述控制方式行驶：
当所述压力差值大于所述第二预设压力值，所述人机互动运动设备向没有装有压力感应装置的另一侧转向行驶。
进一步优选的，所述装置还包括：
第二采集模块，采集所述人机互动运动设备的倾斜信息；
控制模块，根据所述倾斜信息，采取对应的控制方式对所述人机互动运动设备的前进和后退进行控制。
进一步优选的，所述装置还包括：
感测模块，感测压力感应装置上是否有使用者，以控制人机互动设备的启停。
根据本发明实施例的第三方面，提供一种人机互动运动设备，包括：
至少一个车轮；
至少一个电机，用于驱动相应的车轮；
支撑平台，用于对使用者进行支撑；
多个压力传感器，用于获取使用者在所述支撑平台上一侧的压力值；
控制电路板，所述控制电路板与所述多个压力传感器电连接，用于计算所述多个压力传感器的压力差值；
其中，所述控制电路板基于所述压力差值与所述第一预设压力值、第二预设压力值的大小，得到转向压力值信号，发出控制信号给对应的多个电机，采取对应的控制方式对人机互动运动设备的行驶的转向进行控制。
优选的，所述采取对应的控制方式对人机互动运动设备的行驶的转向进行控制，包括：
实时获取所述人机互动运动设备的角速度反馈量；
根据所述角速度反馈量及比较所述压力差值与第一预设压力值、第二预设压力值的大小获取的偏航控制信号，得到转向压力值信号，并根据所述转向压力值信号获取实时的控制方式，所述人机互动运动设备根据所述控制方式行驶。
优选的，所述多个电机为轮毂电机，所述轮毂电机设置于所述多个车轮内并与所述控制电路板电连接。
优选的，所述支撑平台为一整体结构，且与所述多个车轮转动连接。
进一步优选的，所述设备还包括：
多个踏板和位于所述多个踏板上方的多个踏垫；
所述多个压力感应器设置于所述多个踏板下方。
进一步优选的，所述人机互动运动设备还包括：位置传感器，用于采集支撑平台相对地面的倾斜信息，实现车轮的前进或后退。
进一步优选的，所述位置传感器包括陀螺仪、加速度传感器和/或光电传感器。
本发明的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：
由上述实施例可知，本发明通过将压力感应装置对应的前后部位的压力差值与第一预设压力值、第二预设压力值进行比较，得到转向压力值信号，采取对应的控制方式控制人机互动运动设备的转向，所述人机互动设备通过压感控制转向，所述人机互动装置内部不需要相互转动，节省材料并延长使用寿命，同时，可以避免转向时人机互动运动设备左右晃动，致使用户失去平衡而跌落，这样不仅提高了人机互动运动设备的安全性，还大大提升用户的体验，对于初学者来说，人机互动运动设备体感更好，且易于学会并操作。
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，并不能限制本发明。
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，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。
图1是根据一示例性实施例示出的一种控制人机互动运动设备的方法的流程图。
图2是根据一示例性实施例示出的另一种控制人机互动运动设备的方法的流程图。
图3是根据一示例性实施例示出的一种控制人机互动运动设备的装置的示意图。
图4是根据一示例性实施例示出的一种人机互动运动设备的结构的示意图。
图5是根据一示例性实施例示出的一种人机互动运动设备与使用者的位置的示意图。
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发明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、本发明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控制人机互动运动设备的方法的流程图，该方法应用于设置有压力感应装置的人机互动运动设备上，所述方法可以包括以下步骤：
在步骤101中，采集压力感应装置对应的前后部位的压力值。
在本实施例中，所述压力感应装置包括多个压力传感器，该压力传感器设置于所述人机互动设备的一侧，分别用来采集压力感应装置对应的前后部位的压力值，这样可以避免在人机互动运动设备两侧设置压力传感器，节约资源。
在步骤102中，将压力感应装置对应的前后部位的压力值进行比较，得到压力感应装置对应的前后部位的压力差值。
在本实施例中，将步骤101中采集到的压力感应装置对应的前后部位的压力值进行比较，即将压力感应装置对应的前后部位的压力值相减，可以得到二者的压力差值。
在步骤103中，比较所述压力差值与第一预设压力值、第二预设压力值的大小，得到转向压力值信号，并采取对应的控制方式对人机互动运动设备的行驶的转向进行控制，其中，所述第二预设压力值大于所述第一预设压力值。
在本实施例中，所述第一预设压力值的绝对值与所述第二预设压力值的绝对值相同，例如，当第一预设压力值为+P时，那么第二预设压力值为-P，二者的绝对值相同。当然，在其他实施例中，所述第一预设压力值的绝对值与所述第二预设压力值的绝对值也可并不相同，所述第一预设压力值及所述第二预设压力值起到一个限定区间的作用，如所述第一预设压力值为-28N，所述第二预设压力值为30N，如此设定一个区间用于与所述压力差值进行比较即可。
在本实施例中，可以实时获取人机互动运动设备的角速度反馈量，根据该角速度反馈量及比较所述压力差值与第一预设压力值、第二预设压力值的大小获取的偏航控制信号，得到转向压力值信号，并根据该转向压力值信号获取实时的控制方式，人机互动运动设备根据上述控制方式行驶。
在本实施例中，当上述压力差值不小于第一预设压力值，并且不大于第二预设压力值，人机互动运动设备不转向行驶；当上述压力差值小于第一预设压力值，人机互动运动设备向装有压力感应装置的一侧转向行驶；当上述压力差值大于第二预设压力值，人机互动运动设备向没有装有压力感应装置的另一侧转向行驶，这样可以使人机互动运动设备灵活转向，有助于提升使用者的用户体验。
在本实施例中，可以采集人机互动运动设备的倾斜信息，根据该倾斜信息，采取对应的控制方式对人机互动运动设备的前进和后退进行控制，使其保持平衡。
在本实施例中，可以感测压力感应装置上是否有使用者，以控制人机互动设备的启停。
由以上实施例可知，本发明通过将压力感应装置对应的前后部位的压力差值与第一预设压力值、第二预设压力值进行比较，得到转向压力值信号，采取对应的控制方式控制人机互动运动设备的转向，所述人机互动设备通过压感控制转向，所述人机互动装置内部不需要相互转动，节省材料并延长使用寿命，同时，可以避免转向时人机互动运动设备左右晃动，致使用户失去平衡而跌落，这样不仅提高了人机互动运动设备的安全性，还大大提升用户的体验。
为了便于理解，下面通过具体实施例，对本发明的技术方案进行详细描述；图2是根据一示例性实施例示出的另一种控制人机互动运动设备的方法的流程图，该方法应用于设置有压力感应装置的人机互动运动设备上，所述方法可以包括以下步骤：
在步骤201中，启动人机互动运动设备。
在本实施例中，人机互动运动设备中压力感应装置的压力传感器直接来感测压力感应装置是否受到挤压，亦即是否有使用者，以控制人机互动运动设备的启动。由于人机互动运动设备一侧装有压力感应装置，为了避免使用者在站立到压力感应装置上的过程中，使人机互动运动设备的车轮发生转动而对使用者造成摔伤，使用者可以一只脚先踏在装有压力感应装置的一侧，这样当压力传感器受到挤压，即感测到压力感应装置上有使用者时，人机互动设备启动，另一只脚再踏在装有压力感应装置的另一侧。
当然，在本实施例的其他方式中，可以在人机互动运动设备中设有感应开关，用感应开关来感测压力感应装置是否受到挤压，亦即是否有使用者。该感应开关可以设置于上述压力感应装置上方，也可以设置于上述压力感应装置下方，还可以在人机互动运动设备的踏板上开设槽部，将上述感应开关收容于开设的槽部内，本发明对此并不进行限制。
在步骤202中，采集压力感应装置对应的前后部位的压力值。
在本实施例中，假设压力感应装置包括两个压力传感器，该压力传感器设置于人机互动设备的一侧前后，位于压力感应装置区域前部的压力值P1及后部的压力值P2实时被采集。
在步骤203中，将压力感应装置对应的前后部位的压力值进行比较，得到压力感应装置对应的前后部位的压力差值。
在本实施例中，将上述步骤202中采集到的压力感应装置的前部压力值P1减去压力感应装置的后部压力值P2得到压力差值ΔP，即ΔP＝P1-P2。例如，假设P1的值为100N，P2的值为80N，那么压力感应装置对应的前后部位的压力差值ΔP为20N。
在步骤204中，比较压力差值是否在第一预设压力值与第二预设压力值之间，得到偏航控制信号。
在本实施例中，上述第一预设压力值的绝对值与上述第二预设压力值的绝对值相同，且第二预设压力值大于第一预设压力值。
在本实施例中，实时获取人机互动运动设备的角速度反馈量，采用压力偏航PID(Proportional-Integral-Derivative，比例积分微分)调节器，对上述偏航控制信号和上述角速度反馈量进行运算后输出转向压力值信号，根据该转向压力值信号获取实时的控制方式，上述人机互动运动设备根据该控制方式行驶。
在步骤205a中，人机互动设备不转向行驶。
在本实施例中，当上述步骤204中的压力差值在第一预设压力值与第二预设压力值之间，即上述压力差值不小于上述第一预设压力值，并且不大于上述述第二预设压力值，那么，人机互动运动设备不转向行驶。
举例而言，假设在上述步骤202中采集到的压力感应装置的前部压力值P1为100N，压力感应装置的后部压力值P2为80N，那么将压力感应装置的前部压力值P1减去压力感应装置的后部压力值P2得到的压力差值ΔP为20N。
此时，如果第一预设压力值为-20N，第二预设压力值为+20N，上述压力差值ΔP与第二预设压力值相等，故其在第一预设压力值与第二预设压力值之间，得到相应的偏航控制信号，将该偏航控制信号和上述角速度反馈量运算后输出转向压力值信号，控制器根据相应的转向压力值信号，控制人机互动运动设备装有压力感应装置侧的车轮速度等于另一侧的车轮速度，使当前人机互动运动设备实现不转向的控制方式，该人机互动运动设备不转向行驶。
另一种情况下，如果第一预设压力值为-30N，第二预设压力值为+30N，上述压力差值ΔP大于第一预设压力值且小于第二预设压力值，同样在第一预设压力值与第二预设压力值之间，得到相应的偏航控制信号，将该偏航控制信号和上述角速度反馈量运算后输出转向压力值信号，控制器根据相应的转向压力值信号，控制人机互动运动设备装有压力感应装置侧的车轮速度等于另一侧的车轮速度，使当前人机互动运动设备实现不转向的控制方式，该人机互动运动设备不转向行驶。
在步骤205b中，人机互动设备转向行驶。
在本实施例中，当上述步骤204中的压力差值小于上述第一预设压力值，人机互动运动设备向装有压力感应装置的一侧转向行驶。由于控制转弯行驶的方式，是直接通过比较压力差值与第一预设压力值、第二预设压力值的大小来实现的，转弯行驶的控制并不会实质性的根据使用者的重心变化来控制，比如，使用者在车体的左侧拎有重物时，此时使用者的重心是偏向左边的，但只要压力感应装置的压力差值小于上述第一预设压力值，人机互动运动设备还是会向装有压力感应装置侧转向行驶，如此，使得上述人机互动运动设备的人机互动性，体感性更好。
举例而言，假设在上述步骤202中采集到的压力感应装置的前部压力值P1为0N，压力感应装置的后部压力值P2为80N，那么将压力感应装置的前部压力值P1减去压力感应装置的后部压力值P2得到的压力差值ΔP为-80N。
此时，如果第一预设压力值为-20N，第二预设压力值为+20N，上述压力差值ΔP为-80N，远小于第一预设压力值-20N，得到相应的偏航控制信号，将该偏航控制信号和上述角速度反馈量运算后输出转向压力值信号，控制器根据相应的转向压力值信号，实现人机互动运动设备装有压力感应装置侧的车轮速度小于另一侧的车轮速度，使人机互动运动设备向装有压力感应装置的一侧转向行驶。
在本实施例中，当上述步骤204中的压力差值大于上述第二预设压力值，人机互动运动设备向没有装有压力感应装置的另一侧转向行驶。
举例而言，假设在上述步骤202中采集到的压力感应装置的前部压力值P1为80N，压力感应装置的后部压力值P2为0N，那么将压力感应装置的前部压力值P1减去压力感应装置的后部压力值P2，得到的压力差值ΔP为80N。
此时，如果第一预设压力值为-20N，第二预设压力值为+20N，上述压力差值ΔP为80N，远大于第二预设压力值+20N，得到相应的偏航控制信号，将该偏航控制信号和上述角速度反馈量运算后输出转向压力值信号，控制器根据相应的转向压力值信号，实现人机互动运动设备装有压力感应装置侧的车轮速度大于另一侧的车轮速度，使人机互动运动设备向没有装有压力感应装置的另一侧转向行驶。
在步骤206中，采集所述人机互动运动设备的倾斜信息。
在本实施例中，人机互动运动设备可以设置有位置传感器，用以采集人机互动运动设备的倾斜信息，亦即实现对人机互动运动设备相对地面的倾斜信息进行感测。
上述位置传感器可以包括陀螺仪、加速度传感器和/或光电传感器等。上述陀螺仪用以固定在人机互动运动设备内的电路板上，该电路板可以是整体的一块，也可以分别有两块，陀螺仪和加速度传感器用以实现平衡，当人及人机互动运动设备整体往前倾的时候，陀螺仪和加速度传感器来感测倾斜，就会发出信号给控制装置，控制器控制驱动人机互动运动设备的车轮向前运动，使得整体具有向后倾斜的力，起到平衡的作用。
在步骤207中，根据倾斜信息，采取对应的控制方式对人机互动运动设备的前进和后退进行控制。
在本实施例中，人机互动运动设备刚刚启动(即刚刚触发)时，人站在人机互动设备上，并且设备处于并未移动的状态，此时，设备与人达到一个静态的平衡，设备的车体相当于与地面视为平行，当用户站立或坐在人机互动运动设备上，使人机互动运动设备整体向下倾斜或者上倾斜，会得到一个倾斜信息。这样，本实施例的人机互动运动设备在使用时，控制器根据上述位置传感器所感测到的倾斜信息来驱动人机互动运动设备的前进或者后退，亦即，本实施例的人机互动运动设备的前进或者后退是通过其倾斜度来实现的。
与前述控制人机互动运动设备的方法的实施例相对应，本申请还提供了控制人机互动运动设备的装置的实施例。
图3是根据一示例性实施例示出的一种控制人机互动运动设备的装置的示意图，该装置包括：第一采集模块301、比较模块302和比较控制模块303。
其中，第一采集模块301，采集压力感应装置对应的前后部位的压力值。
比较模块302，将压力感应装置对应的前后部位的压力值进行比较，得到压力感应装置对应的前后部位的压力差值。
比较控制模块303，比较所述压力差值与第一预设压力值、第二预设压力值的大小，得到转向压力值信号，并采取对应的控制方式对人机互动运动设备的行驶的转向进行控制，其中，所述第二预设压力值大于所述第一预设压力值。
可选的，所述第一预设压力值的绝对值与所述第二预设压力值的绝对值相同。
可选的，所述比较控制模块通过下述方式比较所述压力差值与第一预设压力值、第二预设压力值的大小，得到转向压力值信号，并采取对应的控制方式对人机互动运动设备的行驶的转向进行控制：
实时获取所述人机互动运动设备的角速度反馈量；
根据所述角速度反馈量及比较所述压力差值与第一预设压力值、第二预设压力值的大小获取的偏航控制信号，得到转向压力值信号，并根据所述转向压力值信号获取实时的控制方式，所述人机互动运动设备根据所述控制方式行驶。
可选的，所述比较控制模块通过下述方式根据所述角速度反馈量及比较所述压力差值与第一预设压力值、第二预设压力值的大小获取的偏航控制信号，得到转向压力值信号，并根据所述转向压力值信号获取实时的控制方式，所述人机互动运动设备根据所述控制方式行驶：
当所述压力差值不小于所述第一预设压力值，并且不大于所述第二预设压力值，所述人机互动运动设备不转向行驶。
可选的，根据所述角速度反馈量及比较所述压力差值与第一预设压力值、第二预设压力值的大小获取的偏航控制信号，得到转向压力值信号，并根据所述转向压力值信号获取实时的控制方式，所述人机互动运动设备根据所述控制方式行驶：
当所述压力差值小于所述第一预设压力值，所述人机互动运动设备向装有压力感应装置的一侧转向行驶。
可选的，根据所述角速度反馈量及比较所述压力差值与第一预设压力值、第二预设压力值的大小获取的偏航控制信号，得到转向压力值信号，并根据所述转向压力值信号获取实时的控制方式，所述人机互动运动设备根据所述控制方式行驶：
当所述压力差值大于所述第二预设压力值，所述人机互动运动设备向没有装有压力感应装置的另一侧转向行驶。
可选的，还包括：
第二采集模块304，采集所述人机互动运动设备的倾斜信息；
控制模块305，根据所述倾斜信息，采取对应的控制方式对所述人机互动运动设备的前进和后退进行控制。
可选的，还包括：
感测模块306，感测压力感应装置上是否有使用者，以控制人机互动设备的启停。
上述装置中各个单元的功能和作用的实现过程具体详见上述方法中对应步骤的实现过程，在此不再赘述。
对于装置实施例而言，由于其基本对应于方法实施例，所以相关之处参见方法实施例的部分说明即可。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本发明方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。
图4是根据一示例性实施例示出的一种人机互动运动设备的结构的示意图。该人机互动运动设备可以是两轮的平衡车，也可以是四轮的人机互动体感车，还可以是包括多个车轮的设备，本发明对此并不进行限制。
如图4和图5所示，在本发明一优选的实施方式中，本发明人机互动运动设备，包括：
至少一个车轮401；
至少一个电机，用于驱动相应的车轮401；
支撑平台402，用于对使用者进行支撑；
多个压力传感器41，用于获取使用者在所述支撑平台402上一侧的压力值；
控制电路板，所述控制电路板与所述多个压力传感器41电连接，用于计算所述多个压力传感器41的压力差值；
其中，所述控制电路板基于所述压力差值与所述第一预设压力值、第二预设压力值的大小，得到转向压力值信号，发出控制信号给对应的多个电机，采取对应的控制方式对人机互动运动设备的行驶的转向进行控制。
优选地，所述车轮401为两个且其之间相互平行且其车轴基本处于同一直线上。所述车轮401安装在车体40相对的两侧，既可安装在车体40相对的两端，也可安装在车体40的下侧，本发明对此并不进行限制。
在本实施例中，所述车轮401转动安装在车体40相对的两端，且所述车轮401在径向方向上可绕车体40进行转动，以实现该人机互动运动设备的运动。所述控制电路板板根据所述压力差值，发出信号给对应的所述两电机，控制所述两车轮401的速度使得车体40转向。
优选地，所述两电机或两个以上电机为轮毂电机，所述轮毂电机设置于所述多个车轮内并与所述控制电路板电连接，使得所述电机能驱动相应的车轮，这样轮毂电机的设计使得装置结构简单，布线容易。当然，在其他实施方式中，所述两电机或两个以上电机可为普通的驱动电机，所述普通的驱动电机设置车体内并与所述车轮401及所述控制电路板板电性连接。
优选地，采取对应的控制方式对人机互动运动设备的行驶的转向进行控制，包括：实时获取所述车体40的角速度反馈量，采用压力偏航PID调节器，对偏航控制信号和所述车体40的角速度反馈量运算后输出转向压力值信号，控制电路板根据相应地所述转向压力值信号得到实时的控制方式，所述人机互动运动设备根据所述控制方式行驶。以两轮人机互动运动设备为例：当所述压力差值不小于所述第一预设压力值，并且不大于所述第二预设压力值，所述人机互动运动设备不转向行驶；当所述压力差值小于所述第一预设压力值，所述人机互动运动设备向装有压力感应装置的一侧转向行驶；当所述压力差值大于所述第二预设压力值，所述人机互动运动设备向没有装有压力感应装置的另一侧转向行驶。
优选地，所述支撑平台402用于对使用者进行支撑，包括压力感应装置41，本实施例中的具体实施方式，所述压力感应装置41上部为脚踏区域501，但在其他实施方式中，不局限为所述压力感应装置的上部就是用脚踏来操作，比如增加其他的配件，如卡丁车的把手进行对压力感应装置的按压，一样能实现脚踏的效果，即能产生前后的不同压力的其他装置放置于压力感应装置上部都应涵盖在此方案中。其中，所述支撑平台402为一整体结构且与车轮401转动连接，所谓整体结构，即安装所述支撑平台402内部不可相互转动，从而有别于传统的内盖中左内盖与右内盖可相互转动，可以理解的是，所述支撑平台402可通过一体成型、焊接、铆接等固接方式形成。所述支撑平台402的形状不限，可为刚性板状结构，也可为刚性轴等结构。
优选地，所述压力感应装置41包括踏板403以及位于踏板403上方的脚垫，压力传感器41设置于所述踏板403下方。具体的，压力传感器41可以通过连接于控制装置的导线将踏板403上使用者的压力信息传输到控制电路板。当然，在其他实施方式中，所述压力传感器也可不设置于所述踏板的下方，比如所述压力传感器也可设置于所述踏板403与所述脚垫之间，当然，所述压力传感器的设置位置不限制，只要所述压力传感器能达到感应到相应位置的压力信息的作用即可。
优选地，所述车体40上还可设置有位置传感器，用以采集车体40(等同于支撑平台)的倾斜信息，亦即实现对支撑平台402相对地面的倾斜信息进行感测。
优选地，所述位置传感器可以包括陀螺仪、加速度传感器和/或光电传感器等。所述陀螺仪用以固定在支撑平台402内的电路板上，所述电路板可以是整体的一块，也可以分别有两块陀螺仪用以实现平衡，当人及支撑平台402整体往前倾的时候，陀螺仪感测到倾斜，就会发出信号给控制装置，控制器控制驱动人机互动运动设备的车轮401向前运动，使得整体具有向后倾斜的力，起到平衡的作用。
由上述实施例可知，本发明的人机互动运动设备包括两个车轮和一个支撑平台，且在支撑平台上的一侧设置有压力感应装置，相对现有技术而言，结构简单，车体为一体式，可扩展性强，简化方向杆或车身分开转动结构，使得车身更坚固，采用上述方法采集压力感应装置对应的压力值，即不需要人体倾斜，只需将压力感应装置对应的前后部位的压力差值与第一预设压力值、第二预设压力值进行比较，得到转向压力值信号，采取对应的控制方式控制人机互动运动设备的转向，可以避免转向时人机互动运动设备左右晃动，致使用户失去平衡而跌落，这样不仅提高了人机互动运动设备的安全性，还大大提升用户的体验，对于初学者来说，本发明的人机互动运动设备更易学会并操作。
虽然本发明已由较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟知此技艺者，在不脱离本发明的精神和范围内，可作些许的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视权利要求书所要求保护的范围为准。
Claims (22)
1.一种控制人机互动运动设备的方法，其特征在于，应用于设置有压力感应装置的人机互动运动设备上，所述方法包括：
采集压力感应装置对应的前后部位的压力值；
将压力感应装置对应的前后部位的压力值进行比较，得到压力感应装置对应的前后部位的压力差值；
比较所述压力差值与第一预设压力值、第二预设压力值的大小，得到偏航控制信号；根据所述偏航控制信号和角速度反馈量，得到转向压力值信号，并采取对应的控制方式对人机互动运动设备的行驶的转向进行控制，其中，所述第二预设压力值大于所述第一预设压力值；
其中，当所述压力差值大于所述第二预设压力值，所述人机互动运动设备向没有装有压力感应装置的另一侧转向行驶。
2.根据权利要求1所述的控制人机互动运动设备的方法，其特征在于，所述第一预设压力值的绝对值与所述第二预设压力值的绝对值相同。
3.根据权利要求1所述的控制人机互动运动设备的方法，其特征在于，所述比较所述压力差值与第一预设压力值、第二预设压力值的大小，得到转向压力值信号，并采取对应的控制方式对人机互动运动设备的行驶的转向进行控制，包括：
实时获取所述人机互动运动设备的角速度反馈量；
根据所述角速度反馈量及比较所述压力差值与第一预设压力值、第二预设压力值的大小获取的偏航控制信号，得到转向压力值信号，并根据所述转向压力值信号获取实时的控制方式，所述人机互动运动设备根据所述控制方式行驶。
4.根据权利要求3所述的控制人机互动运动设备的方法，其特征在于，所述根据所述角速度反馈量及比较所述压力差值与第一预设压力值、第二预设压力值的大小获取的偏航控制信号，得到转向压力值信号，并根据所述转向压力值信号获取实时的控制方式，所述人机互动运动设备根据所述控制方式行驶，包括：
当所述压力差值不小于所述第一预设压力值，并且不大于所述第二预设压力值，所述人机互动运动设备不转向行驶。
5.根据权利要求3所述的控制人机互动运动设备的方法，其特征在于，所述根据所述角速度反馈量及比较所述压力差值与第一预设压力值、第二预设压力值的大小获取的偏航控制信号，得到转向压力值信号，并根据所述转向压力值信号获取实时的控制方式，所述人机互动运动设备根据所述控制方式行驶，包括：
当所述压力差值小于所述第一预设压力值，所述人机互动运动设备向装有压力感应装置的一侧转向行驶。
6.根据权利要求1至5任一所述的控制人机互动运动设备的方法，其特征在于，还包括：
采集所述人机互动运动设备的倾斜信息；
根据所述倾斜信息，采取对应的控制方式对所述人机互动运动设备的前进和后退进行控制。
7.根据权利要求1至5任一所述的控制人机互动运动设备的方法，其特征在于，还包括：
感测压力感应装置上是否有使用者，以控制人机互动设备的启停。
8.根据权利要求6所述的控制人机互动运动设备的方法，其特征在于，还包括：
感测压力感应装置上是否有使用者，以控制人机互动设备的启停。
9.一种控制人机互动运动设备的装置，其特征在于，应用于设置有压力感应装置的人机互动运动设备上，包括：
第一采集模块，采集压力感应装置对应的前后部位的压力值；
比较模块，将压力感应装置对应的前后部位的压力值进行比较，得到压力感应装置对应的前后部位的压力差值；
比较控制模块，比较所述压力差值与第一预设压力值、第二预设压力值的大小，得到偏航控制信号；根据所述偏航控制信号和角速度反馈量，得到转向压力值信号，并采取对应的控制方式对人机互动运动设备的行驶的转向进行控制，其中，所述第二预设压力值大于所述第一预设压力值；
所述比较控制模块通过下述方式根据所述角速度反馈量及比较所述压力差值与第一预设压力值、第二预设压力值的大小获取的偏航控制信号，得到转向压力值信号，并根据所述转向压力值信号获取实时的控制方式，所述人机互动运动设备根据所述控制方式行驶：
当所述压力差值大于所述第二预设压力值，所述人机互动运动设备向没有装有压力感应装置的另一侧转向行驶。
10.根据权利要求9所述的控制人机互动运动设备的装置，其特征在于，所述第一预设压力值的绝对值与所述第二预设压力值的绝对值相同。
11.根据权利要求9所述的控制人机互动运动设备的装置，其特征在于，所述比较控制模块通过下述方式比较所述压力差值与第一预设压力值、第二预设压力值的大小，得到转向压力值信号，并采取对应的控制方式对人机互动运动设备的行驶的转向进行控制：
实时获取所述人机互动运动设备的角速度反馈量；
根据所述角速度反馈量及比较所述压力差值与第一预设压力值、第二预设压力值的大小获取的偏航控制信号，得到转向压力值信号，并根据所述转向压力值信号获取实时的控制方式，所述人机互动运动设备根据所述控制方式行驶。
12.根据权利要求11所述的控制人机互动运动设备的装置，其特征在于，所述比较控制模块通过下述方式根据所述角速度反馈量及比较所述压力差值与第一预设压力值、第二预设压力值的大小获取的偏航控制信号，得到转向压力值信号，并根据所述转向压力值信号获取实时的控制方式，所述人机互动运动设备根据所述控制方式行驶：
当所述压力差值不小于所述第一预设压力值，并且不大于所述第二预设压力值，所述人机互动运动设备不转向行驶。
13.根据权利要求11所述的控制人机互动运动设备的装置，其特征在于，所述比较控制模块通过下述方式根据所述角速度反馈量及比较所述压力差值与第一预设压力值、第二预设压力值的大小获取的偏航控制信号，得到转向压力值信号，并根据所述转向压力值信号获取实时的控制方式，所述人机互动运动设备根据所述控制方式行驶：
当所述压力差值小于所述第一预设压力值，所述人机互动运动设备向装有压力感应装置的一侧转向行驶。
14.根据权利要求9至13任一所述的控制人机互动运动设备的装置，其特征在于，还包括：
第二采集模块，采集所述人机互动运动设备的倾斜信息；
控制模块，根据所述倾斜信息，采取对应的控制方式对所述人机互动运动设备的前进和后退进行控制。
15.根据权利要求9至13任一所述的控制人机互动运动设备的装置，其特征在于，还包括：
感测模块，感测压力感应装置上是否有使用者，以控制人机互动设备的启停。
16.一种人机互动运动设备，其特征在于，包括：
至少一个车轮；
至少一个电机，用于驱动相应的车轮；
支撑平台，用于对使用者进行支撑；
多个压力传感器，用于获取使用者在所述支撑平台上一侧的压力值；
控制电路板，所述控制电路板与所述多个压力传感器电连接，用于计算所述多个压力传感器的压力差值；
其中，所述控制电路板基于所述压力差值与第一预设压力值、第二预设压力值的大小，得到偏航控制信号；根据所述偏航控制信号和角速度反馈量，得到转向压力值信号，发出控制信号给对应的多个电机，采取对应的控制方式对人机互动运动设备的行驶的转向进行控制；
其中，当所述压力差值大于所述第二预设压力值，所述控制电路板控制人机互动运动设备向没有装有压力感应装置的另一侧转向行驶。
17.根据权利要求16所述的人机互动运动设备，其特征在于，所述采取对应的控制方式对人机互动运动设备的行驶的转向进行控制，包括：
实时获取所述人机互动运动设备的角速度反馈量；
根据所述角速度反馈量及比较所述压力差值与第一预设压力值、第二预设压力值的大小获取的偏航控制信号，得到转向压力值信号，并根据所述转向压力值信号获取实时的控制方式，所述人机互动运动设备根据所述控制方式行驶。
18.根据权利要求16所述的人机互动运动设备，其特征在于，所述多个电机为轮毂电机，所述轮毂电机设置于多个车轮内并与所述控制电路板电连接。
19.根据权利要求16所述的人机互动运动设备，其特征在于，所述支撑平台为一整体结构，且与多个车轮转动连接。
20.根据权利要求16所述的人机互动运动设备，其特征在于，还包括：
多个踏板和位于所述多个踏板上方的多个踏垫；
所述多个压力感应器设置于所述多个踏板下方。
21.根据权利要求16所述的人机互动运动设备，其特征在于，所述人机互动运动设备还包括：位置传感器，用于采集支撑平台相对地面的倾斜信息，实现车轮的前进或后退。
22.根据权利要求21所述的人机互动运动设备，其特征在于，所述位置传感器包括陀螺仪、加速度传感器和/或光电传感器。
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