CN114376811B - 轮椅及其控制方法、装置及计算机可读存储介质 - Google Patents

轮椅及其控制方法、装置及计算机可读存储介质 Download PDF

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Abstract

本申请属于智能控制领域，提出了一种轮椅及其控制方法、装置及计算机可读存储介质，该方法包括：获取所述轮椅在第一时刻的第一速度和第一加速度；根据所述第一速度和所述第一加速度，确定所述轮椅控制的状态方程；根据预先设定的平滑控制要求，结合所述轮椅驱动力的变化率的范围，确定所述状态方程的优化指标；根据所述优化指标计算所述状态方程，确定所述轮椅的驱动力的变化率和所述轮椅的速度轨迹，根据所述驱动力的变化率和所述速度轨迹控制所述轮椅运动。通过所述优化指标对所述状态方法进行求解，从而使得本申请可以确定符合平滑控制要求的驱动力的变化率，以及轮椅的速度轨迹，有利于提高轮椅运动的连续性和舒适性，提升用户使用体验。

Description

轮椅及其控制方法、装置及计算机可读存储介质
技术领域
本申请属于智能控制领域，尤其涉及轮椅及其控制方法、装置及计算机可读存储介质。
背景技术
在传统的手动轮椅的基础上，叠加动力驱动装置、智能操纵装置和电池等部件，可以改造升级成为电动轮椅。通过电动轮椅的智能操纵装置，比如通过摇杆可以控制电动轮椅按照操纵者的意愿移动，从而为腿脚不便人员提供了巨大了便利性。
在摇杆控制轮椅移动过程中，根据当前所选择的档位，以及摇杆的幅度的大小，输入离散型的控制信号。为了提升用户体验，需要将离散的运动控制信号处理为连续的运动控制信号。比如可以采用轨迹优化的方法，通过样条曲线或贝塞尔曲线将离散的控制信号进行连接。这种平滑处理方法虽然在一定程度上提升运动控制的平滑度，但是，由于电动轮椅摇杆的变化，会导致轮椅运动的连续性和舒适性不佳，不利于提升用户的使用体验。
发明内容
有鉴于此，本申请实施例提供了一种轮椅及其控制方法，以解决现有技术中对电动轮椅进行控制时，由于电动轮椅摇杆的变化，会导致轮椅运动的连续性和舒适性不佳，不利于提升用户的使用体验的问题。
本申请实施例的第一方面提供了一种轮椅控制方法，所述方法包括：
获取所述轮椅在第一时刻的第一速度和第一加速度；
根据所述第一速度和所述第一加速度，确定所述轮椅控制的状态方程；
根据预先设定的平滑控制要求，结合所述轮椅驱动力的变化率的范围，确定所述状态方程的优化指标；
根据所述优化指标计算所述状态方程，确定所述轮椅的驱动力的变化率和所述轮椅的速度轨迹；
根据所述轮椅的驱动力的变化率和所述轮椅的速度轨迹控制所述轮椅运动。
结合第一方面，在第一方面的第一种可能实现方式中，根据所述第一速度和所述第一加速度，确定所述轮椅控制的状态方程，包括：
根据牛顿第二定律确定所述轮椅的加速度与所述轮椅的驱动力之间的第一约束关系；
对所述第一约束关系进行微分处理，得到所述轮椅的驱动力变化率与所述轮椅的加速度变化率的第二约束关系；
根据第一约束关系和所述第二约束关系，结合所述第一速度和所述第一加速度，确定所述轮椅控制的状态方程。
结合第一方面的第一种可能实现方式，在第一方面的第二种可能实现方式中，所述第一约束关系为所述第二约束关系为/>根据第一约束关系和所述第二约束关系，结合所述第一速度和所述第一加速度所确定的所述状态方程为：
其中，F为所述轮椅所受的驱动力，m为轮椅质量，a和为轮椅加速度，/>为所述轮椅的加速度变化率，/>为所述轮椅的驱动力变化率，v为轮椅当前速度，k表示第k步，/>为状态向量，/>为轮椅加速度，T表示预测步长，V(k+1)表示预测的第k+1步的状态向量的变化率。
结合第一方面的第二种可能实现方式，在第一方面的第三种可能实现方式中，根据预先设定的平滑控制要求，确定所述状态方程的优化指标，包括：
根据预先确定的速度变化和加速度变化的平滑控制要求，确定所述状态方程的优化指标。
结合第一方面的第三种可能实现方式，在第一方面的第四种可能实现方式中，根据预先确定的速度变化和加速度变化的平滑控制要求，确定所述状态方程的优化指标，包括：
根据预先设定的平滑控制要求，确定第一优化指标：minu(vr-v)Q(vr-v+(u)W(u)，其中，Q、W为预先设定的权重参数，vr为轮椅的预测速度。
结合第一方面的第四种可能实现方式，在第一方面的第五种可能实现方式中，根据驱动力变化率要求和/或速度变化要求，调整所述权重参数。
结合第一方面的第二种可能实现方式，在第一方面的第六种可能实现方式中，根据所述轮椅驱动力的变化率的范围，确定所述状态方程的优化指标，包括：
根据所述轮椅驱动力的变化率确定第二优化指标：s.t.umin≤u≤umax，其中，umax和umin分别为所述轮椅的驱动力变化率的上下限。
本申请实施例的第二方面提供了一种轮椅控制装置，所述装置包括：
参数获取单元，用于获取所述轮椅在第一时刻的第一速度和第一加速度；
状态方程确定单元，用于根据所述第一速度和所述第一加速度，确定所述轮椅控制的状态方程；
优化指标确定单元，用于根据预先设定的平滑控制要求，结合所述轮椅驱动力的变化率的范围，确定所述状态方程的优化指标；
平滑单元，用于根据所述优化指标计算所述状态方程，确定所述轮椅的驱动力的变化率和所述轮椅的速度轨迹；
运动控制单元，用于根据所述轮椅的驱动力的变化率和所述轮椅的速度轨迹控制所述轮椅运动。
本申请实施例的第三方面提供了轮椅，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述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如第一方面任一项所述方法的步骤。
本申请实施例的第四方面提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如第一方面任一项所述方法的步骤。
本申请实施例与现有技术相比存在的有益效果是：本申请通过获取轮椅运动时的第一速度和第一加速度，并根据第一速度和第一加速度确定所述轮椅控制的状态，以及根据预设的轮椅的平滑控制要求，确定所述轮椅控制的优化指标，通过所述优化指标对所述状态方法进行求解，从而可以确定符合平滑控制要求的驱动力的变化率，以及轮椅的速度轨迹，有利于提高轮椅运动的连续性和舒适性，提升用户使用体验。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本申请实施例提供的一种通过轨迹优化的方法进行速度平滑的示意图；
图2是本申请实施例提供的一种轮椅控制方法的实现流程示意图；
图3是本申请实施例提供的一种确定轮椅控制的状态方程的实现流程示意图；
图4是本申请实施例提供的一种确定轮椅控制的优化指标的实现流程示意图；
图5是本申请实施例提供的一种轮椅控制装置的示意图；
图6是本申请实施例提供的轮椅的示意图。
具体实施方式
以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本申请实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本申请。在其它情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本申请的描述。
为了说明本申请所述的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。
在轮椅的移动控制过程中，控制器所检测到的驱动信号，是由摇杆所输入的离散的信号。摇杆所确定的控制信号，是由摇杆的幅度、方向和轮椅的档位所确定。在轮椅移动过程中，使用者可能会经常改变摇杆的控制信号，包括如切换轮椅移动的档位，或者改变轮椅的摇杆的幅度。而通过摇杆输入到电动轮椅的数据是离散的点，输入的控制信号为阶跃信号。为了提升用户使用体验，需要将离散信号处理为连续轨迹。
如图1所示，基于摇杆输入的控制信号对应的速度在不同的时间点的速度不同。为了使得轮椅的移动速度更为平滑，减少轮椅在移动过程中出现的速度突变，可以通过轨迹优化方法，比如通过样条曲线或贝塞尔曲线的处理方式，将离散的速度点进行平滑处理，得到连续地、平滑地速度轨迹。
通过对速度轨迹进行优化处理，可以得到较为平滑的速度轨迹。但是，由于使用者操作摇杆的幅度或档位经常会发生变化，通过样条曲线进行平滑处理时，会使得电动轮椅运动的连续性不佳，不利于提高用户使用的舒适性。
基于此，本申请实施例提出了一种轮椅控制方法，如图2所示，该方法包括：
在S201中，获取所述轮椅在第一时刻的第一速度和第一加速度。
在本申请实施例中，所述第一时刻，可以为轮椅移动过程中的任意时刻。所述轮椅可以根据移动过程中所采集的当前时间的状态信息，对轮椅在下一时刻的状态进行计算预测。当然，所述第一时刻，也可以为轮椅在启动时的初始时刻。
其中，所述第一速度，可以基于轮椅的速度传感器进行采集。比如，可以通过设置在轮椅转轴位置的转速传感器采集轮轴的转速，根据轮子的半径大小，可以计算得到轮椅的移动速度的大小，根据轮椅的转向控制装置，可以确定轮椅移动速度的方向。或者，所述第一速度也可以通过加速度传感器实时采集轮椅的加速度，根据所采集的加速度确定轮椅的移动速度。
所述第一加速度，可以通过加速度传感器采集得到。或者，也可以根据轮椅的驱动力的大小，结合轮椅的质量，根据牛顿第二定律，确定轮椅的第一加速度。
其中，所述第一时刻可用于确定状态的初始时刻，所述第一时刻的第一速度和第一加速度，可用于确定状态方程的初始值。
在S202中，根据所述第一速度和所述第一加速度，确定所述轮椅控制的状态方程。
在确定了初始时刻，以及初始时刻对应的初始值后，可以基于单质量块模型的模型预测控制方法，确定轮椅控制的状态方程。如图3所示，确定轮椅控制的状态方程的可以包括：
在S301中，根据牛顿第二定律确定所述轮椅的加速度与所述轮椅的驱动力之间的第一约束关系。
在本申请实施例中，根据已知的单质量块模型，可以利用牛顿第二定律构建状态方程来描述质量块的运动状态。由于本申请中的轮椅的参考轨迹为位置曲线，符合牛顿第二定律，为了达到速度曲线平滑且提升用户体验效果的作用，可以对牛顿第二定律的方程进行微分，用于得到速度平滑的方案。
根据牛顿第二定律，可以得到：F＝ma。
对其进行变换，可以得到第一约束关系：
其中，F为轮椅所受到的作用力，也即轮椅的驱动机构所产生的驱动力。m为质量块的质量，即轮椅的质量，a和为质量块的加速度，即轮椅的加速度，也可以表示为/>
在S302中，对所述第一约束关系进行微分处理，得到所述轮椅的驱动力变化率与所述轮椅的加速度变化率的第二约束关系。
针对轮椅运动的第一约束关系，提出进一步微分的方案，得到第二约束关系为：
或者，第二约束关系也可以改写为：
其中，表示轮椅的加速度的变化率，/>表示轮椅控制量，也即轮椅的驱动力变化率，v为轮椅速度。
在S303中，根据第一约束关系和所述第二约束关系，结合所述第一速度和所述第一加速度，确定所述轮椅控制的状态方程。
根据上述确定的第一约束关系和第二约束关系，可以得到轮椅控制的状态方程为：
将该状态方程离散化，可以得到变换后的状态方程为：
其中，V(k+1)表示预测的第k+1步的状态向量的变化率，包括速度和加速度。k表示第k步，T表示预测步长，u(k)表示第k步的驱动力变化率。其中，预测步长T可以为任意大于或等于1的步长数值。
在S203中，根据预先设定的平滑控制要求，结合所述轮椅驱动力的变化率的范围，确定所述状态方程的优化指标。
为了对上述状态方程求解最优值，本申请需要确定上述状态方程所对应的优化指标。如图4所示，确定状态方程的优化指标的过程包括：
在S401中，根据预先确定的速度变化和加速度变化的平滑控制要求，确定所述状态方程的优化指标。
为了提升用户使用的舒适度，需要保证轮椅的速度变化幅度较为平滑，不能出现速度或加速度的剧烈变化。这是因为，当轮椅的速度或加速度出现剧烈变化时，由于使用者的惯性作用，使用者可能与轮椅或轮椅前方物体发生碰撞，或者可能会导致使用者跌倒。因此，在确定平滑控制要求时，可以基于速度变化和加速度尽量可能小的优化方向，确定平滑控制要求的第一优化指标。比如，在预测一步的状态时，第一优化指标可示为：
其中，第一优化指标表示通过调节加速度变化率u的大小，使得(vr-v)Q(vr-v)+(u)W(u)的数值最小。其中，vr表示轮椅的预测速度。
Q、W为预先设定的计算优化指标的权重参数。分别表示速度变化率的权重和驱动力变化力的权重。当Q大于W时，则表示速度变化率对结果的影响比驱动力变化率的影响更大，当Q小于W时，则表示速度变化率对结果的影响小于驱动力变化率的影响。可以根据实际的变化要求，调整所述权重参数的取值。
在S402中，根据所述轮椅驱动力的变化率的范围，确定所述状态方程的优化指标。
可以根据所述轮椅驱动力的变化率确定第二优化指标：s.t.umin≤u≤umax，其中，umax和umin分别为所述轮椅的驱动力变化率的上下限。
将第一优化指标和第二优化指标融合，即可得到状态方程的优化指标。
在S204中，根据所述优化指标计算所述状态方程，确定所述轮椅的驱动力的变化率和所述轮椅的速度轨迹。
根据所确定的状态方程，以及优化所述状态方程的优化指标，可以逐步预测，得到控制量，即驱动力变化率，以及速度变化率。根据所确定的速度变化率，可以计算得没平滑后的速度轨迹，从而使得轮椅的移动过程更为平滑连续，提高使用者使用的舒适度，提高使用体验。
其中，根据所确定的速度变化率确定速度轨迹时，可以根据步长逐步预测，得到速度变化率，根据初始速度和速度变化率，即可得到变化后的速度，根据变化后的速度即可得到速率轨迹。
在S205中，根据所述轮椅的驱动力的变化率和所述轮椅的速度轨迹控制所述轮椅运动。
通过平滑控制要求的优化指标进行优化计算，使得优化后的轮椅的驱动力变化率和轮椅的速度能够更好的满足平滑控制要求，从而有利于提高轮椅运动的连续性和舒适性，提升用户使用体验。
应理解，上述实施例中各步骤的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本申请实施例的实施过程构成任何限定。
图5为本申请实施例提供的一种轮椅控制装置示意图，如图5所示，该装置包括：
参数获取单元501，用于获取所述轮椅在第一时刻的第一速度和第一加速度；
状态方程确定单元502，用于根据所述第一速度和所述第一加速度，确定所述轮椅控制的状态方程；
优化指标确定单元503，用于根据预先设定的平滑控制要求，结合所述轮椅驱动力的变化率的范围，确定所述状态方程的优化指标；
平滑单元504，用于根据所述优化指标计算所述状态方程，确定所述轮椅的驱动力的变化率和所述轮椅的速度轨迹；
运动控制单元505，用于根据所述轮椅的驱动力的变化率和所述轮椅的速度轨迹控制所述轮椅运动。
图5所述的轮椅控制装置，与图2所述的轮椅控制方法对应。
图6是本申请一实施例提供的轮椅的示意图。如图6所示，该实施例的轮椅6包括：处理器60、存储器61以及存储在所述存储器61中并可在所述处理器60上运行的计算机程序62，例如轮椅控制程序。所述处理器60执行所述计算机程序62时实现上述各个轮椅控制方法实施例中的步骤。或者，所述处理器60执行所述计算机程序62时实现上述各装置实施例中各模块/单元的功能。
示例性的，所述计算机程序62可以被分割成一个或多个模块/单元，所述一个或者多个模块/单元被存储在所述存储器61中，并由所述处理器60执行，以完成本申请。所述一个或多个模块/单元可以是能够完成特定功能的一系列计算机程序指令段，该指令段用于描述所述计算机程序62在所述轮椅6中的执行过程。
所述轮椅可包括，但不仅限于，处理器60、存储器61。本领域技术人员可以理解，图6仅仅是轮椅6的示例，并不构成对轮椅6的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件，例如所述轮椅还可以包括输入输出设备、网络接入设备、总线等。
所称处理器60可以是中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。
所述存储器61可以是所述轮椅6的内部存储单元，例如轮椅6的硬盘或内存。所述存储器61也可以是所述轮椅6的外部存储设备，例如所述轮椅6上配备的插接式硬盘，智能存储卡(Smart Media Card,SMC)，安全数字(Secure Digital,SD)卡，闪存卡(Flash Card)等。进一步地，所述存储器61还可以既包括所述轮椅6的内部存储单元也包括外部存储设备。所述存储器61用于存储所述计算机程序以及所述轮椅所需的其他程序和数据。所述存储器61还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的数据。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，仅以上述各功能单元、模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能单元、模块完成，即将所述装置的内部结构划分成不同的功能单元或模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。实施例中的各功能单元、模块可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中，上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。另外，各功能单元、模块的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本申请的保护范围。上述系统中单元、模块的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述或记载的部分，可以参见其它实施例的相关描述。
本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本申请的范围。
在本申请所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的装置/终端设备和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置/终端设备实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块或单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通讯连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通讯连接，可以是电性，机械或其它的形式。
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单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
所述集成的模块/单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请实现上述实施例方法中的全部或部分流程，也可以通过计算机程序指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个方法实施例的步骤。其中，所述计算机程序包括计算机程序代码，所述计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。所述计算机可读介质可以包括：能够携带所述计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、U盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，RandomAccess Memory)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。需要说明的是，所述计算机可读介质包含的内容可以根据司法管辖区内立法和专利实践的要求进行适当的增减，例如在某些司法管辖区，根据立法和专利实践，计算机可读介质不包括是电载波信号和电信信号。
以上所述实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种轮椅控制方法，其特征在于，所述方法包括：
获取所述轮椅在第一时刻的第一速度和第一加速度；
根据所述第一速度和所述第一加速度，确定所述轮椅控制的状态方程；
根据预先设定的平滑控制要求，结合所述轮椅驱动力的变化率的范围，确定所述状态方程的优化指标；
根据所述优化指标计算所述状态方程，确定所述轮椅的驱动力的变化率和所述轮椅的速度轨迹；
根据所述轮椅的驱动力的变化率和所述轮椅的速度轨迹控制所述轮椅运动；
根据所述第一速度和所述第一加速度，确定所述轮椅控制的状态方程，包括：
根据牛顿第二定律确定所述轮椅的加速度与所述轮椅的驱动力之间的第一约束关系；
对所述第一约束关系进行微分处理，得到所述轮椅的驱动力变化率与所述轮椅的加速度变化率的第二约束关系；
根据第一约束关系和所述第二约束关系，结合所述第一速度和所述第一加速度，确定所述轮椅控制的状态方程；
所述第一约束关系为所述第二约束关系为/>根据第一约束关系和所述第二约束关系，结合所述第一速度和所述第一加速度所确定的所述状态方程为：
其中，F为所述轮椅所受的驱动力，m为轮椅质量，a和为轮椅加速度，/>为所述轮椅的加速度变化率，/>为所述轮椅的驱动力变化率，v为轮椅当前速度，k表示第k步，为状态向量，/>为轮椅加速度，T表示预测步长，V(k+1)表示预测的第k+1步的状态向量的变化率。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据预先设定的平滑控制要求，确定所述状态方程的优化指标，包括：
根据预先确定的速度变化和加速度变化的平滑控制要求，确定所述状态方程的优化指标。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，根据预先确定的速度变化和加速度变化的平滑控制要求，确定所述状态方程的优化指标，包括：
根据预先设定的平滑控制要求，确定第一优化指标：minu(vr-v)Q(vr-v+(u)W(u)，其中，Q、W为预先设定的权重参数，vr为轮椅的预测速度。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
根据驱动力变化率要求和/或速度变化要求，调整所述权重参数。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述轮椅驱动力的变化率的范围，确定所述状态方程的优化指标，包括：
根据所述轮椅驱动力的变化率确定第二优化指标：s.t.umin≤u≤umax，其中，umax和umin分别为所述轮椅的驱动力变化率的上下限。
6.一种轮椅控制装置，其特征在于，所述装置包括：
参数获取单元，用于获取所述轮椅在第一时刻的第一速度和第一加速度；
状态方程确定单元，用于根据所述第一速度和所述第一加速度，确定所述轮椅控制的状态方程；
优化指标确定单元，用于根据预先设定的平滑控制要求，结合所述轮椅驱动力的变化率的范围，确定所述状态方程的优化指标；
平滑单元，用于根据所述优化指标计算所述状态方程，确定所述轮椅的驱动力的变化率和所述轮椅的速度轨迹；
运动控制单元，用于根据所述轮椅的驱动力的变化率和所述轮椅的速度轨迹控制所述轮椅运动；
所述状态方程确定单元包括：
第一约束关系确定子单元，用于根据牛顿第二定律确定所述轮椅的加速度与所述轮椅的驱动力之间的第一约束关系；
微分子单元，用于对所述第一约束关系进行微分处理，得到所述轮椅的驱动力变化率与所述轮椅的加速度变化率的第二约束关系；
状态方程确定子单元，用于根据第一约束关系和所述第二约束关系，结合所述第一速度和所述第一加速度，确定所述轮椅控制的状态方程；
所述第一约束关系为所述第二约束关系为/>根据第一约束关系和所述第二约束关系，结合所述第一速度和所述第一加速度所确定的所述状态方程为：
其中，F为所述轮椅所受的驱动力，m为轮椅质量，a和为轮椅加速度，/>为所述轮椅的加速度变化率，/>为所述轮椅的驱动力变化率，v为轮椅当前速度，k表示第k步，/>为状态向量，/>为轮椅加速度，T表示预测步长，V(k+1)表示预测的第k+1步的状态向量的变化率。
7.一种轮椅，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述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如权利要求1至5任一项所述方法的步骤。
8.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至5任一项所述方法的步骤。
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