一種載人平衡車控制方法及一種載人平衡車的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及載人平衡車領域，尤其涉及一種載人平衡車控制方法及一種載人平衡車。
【背景技術】
[0002]載人平衡車是一種電力驅動、具有自我平衡能力的個人用運輸載具，是都市用交通工具的一種。兩輪式的載人平衡車有下面幾個特點和意義:
I)載人平衡車只要駕騎者改變身體重心即可操縱，載人平衡車會因為重心的改變而改變運動方向，通過改變操縱桿的左右移動就可以實現(xiàn)車輪差速變向。
[0003]2)載人平衡車體積小，質(zhì)量輕，結構不復雜。用大量的小電子元器件去替代了傳統(tǒng)的機械結構，使得控制更加靈敏、精準?？梢造`活的穿行于狹小的公路里，典型應用包括代步工具、出游旅行、智能輪椅，軍事作戰(zhàn)等，在軍用和民用領域均有著廣泛的應用前景。
[0004]一件申請?zhí)枮?01210104067.0、申請日為2012-04-11、發(fā)明名稱為《自平衡電動載人獨輪車》的中國發(fā)明專利，公開了一種載人平衡車，該載人平衡車為獨輪車，包括車架、把手、車座、腳踏板、車輪、輪轂電機、控制器和電池組，控制器包括車體姿態(tài)感應系統(tǒng)、車體姿態(tài)控制系統(tǒng)和電機驅動系統(tǒng)，車體姿態(tài)感應系統(tǒng)負責檢測車體的實時前后傾斜角度和傾斜速度，車體姿態(tài)控制系統(tǒng)根據(jù)檢測得到的車體傾斜值運用平衡算法算出補償傾斜量，經(jīng)電機驅動系統(tǒng)控制輪轂電機向車體傾斜方向輸出相應的扭矩，驅動車輪向車體傾斜方向前進。該平衡車車結構簡單、重量輕，控制方式簡單，但是其只有一個控制器，一旦該控制器異常則很容易導致車輛失衡，對用戶帶來安全隱患。部分安全級別較高的平衡車具有兩個微控制器，即采用一個微控制器去監(jiān)控另一微控制器是否異常，一旦異常則使用另一微控制器進行控制，然而這樣的做法缺乏實際作用，在同一個環(huán)境下的微控制器發(fā)生程序跑飛的概率是一樣的，無法從根本上提高載人平衡車的安全性能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明要解決的技術問題在于，針對現(xiàn)有技術的上述缺陷，提供一種載人平衡車控制方法及載人平衡車，有效提高安全性能。
[0006]本發(fā)明為解決其技術問題，所采用的技術方案是:
本發(fā)明提供了一種載人平衡車控制方法，包括以下步驟:
A:載人平衡車的三個微控制器分別接收傳感器采集的數(shù)據(jù)，并進行數(shù)據(jù)共享；
B:判斷各微控制器采集的數(shù)據(jù)之間的偏差；
C:如果其中任一微控制器的數(shù)據(jù)與另外兩個微控制器采集的數(shù)據(jù)之間的差異超過預定閥值，則在另外兩個微控制器中選擇一個，將載人平衡車輸入和輸出信號通道切換或保持至該選擇的微控制器。
[0007]進一步地，所述步驟A中，數(shù)據(jù)共享的具體方法為；在同步時鐘信號的控制下，每個所述微控制器定時將數(shù)據(jù)寫入指定的空間。
[0008]進一步地，所述步驟B中，判斷各微控制器采集的數(shù)據(jù)之間的偏差的方法為:每個所述微控制器同時將數(shù)據(jù)寫入指定的空間后，讀取其他微控制器采集的數(shù)據(jù)，并判斷各微控制器采集的數(shù)據(jù)之間的偏差。
[0009]優(yōu)選地，所述步驟C中，如果其中任一微控制器的數(shù)據(jù)與另外兩個微控制器采集的數(shù)據(jù)之間的差異超過預定閥值，還將該任一微控制器復位，并通過串口將數(shù)據(jù)傳給人機界面的主控。
[0010]優(yōu)選地，所述步驟C中:如果三個微控制器采集的數(shù)據(jù)之間的差異都超過預定閥值，則輸出異常信號。
[0011]本發(fā)明還保護了一種載人平衡車，包括傳感器、驅動電路、存儲器和三個微控制器，所述三個微控制器連接所述傳感器和驅動電路，所述三個微控制器還連接所述存儲器;
所述三個微控制器分別用于接收傳感器采集的數(shù)據(jù)，并在所述存儲器中進行數(shù)據(jù)共
所述微控制器中的至少一個用于判斷各微控制器采集的數(shù)據(jù)之間的偏差，如果其中任一微控制器的數(shù)據(jù)與另外兩個微控制器采集的數(shù)據(jù)之間的差異超過預定閥值，則在另外兩個微控制器中選擇一個，將與所述傳感器相連的輸入信號通道和與所述驅動電路相連的輸出信號通道切換或保持至該選擇的微控制器。
[0012]進一步地，還包括相連的時鐘信號發(fā)生器和分頻器，用于將為所述三個微控制器提供時鐘信號，使其在同步時鐘信號的控制下，定時將數(shù)據(jù)寫入所述存儲器中指定的空間。
[0013]優(yōu)選地，還包括緩沖器或分配器，連接在所述微控制器與所述傳感器相連的輸入信號通道上，以及與所述驅動電路相連的輸出信號通道上。
[0014]優(yōu)選地，所述三個微控制器中，一個通過I2C協(xié)議讀取三軸數(shù)字加速度計、三軸數(shù)字陀螺儀的數(shù)據(jù)，一個通過SPI協(xié)議讀取六軸慣性傳感器的數(shù)據(jù)，另一個通過ADC單元讀取單軸模擬加速度計和單軸模擬陀螺儀的數(shù)據(jù)。
[0015]進一步地，還包括與所述三個微控制器相連的人機界面，如果其中任一微控制器的數(shù)據(jù)與另外兩個微控制器采集的數(shù)據(jù)之間的差異超過預定閥值，還將該任一微控制器復位，并通過串口將數(shù)據(jù)傳給人機界面的主控并在面板進行顯示。
[0016]本發(fā)明的載人平衡車使用了三個微控制器，利用無主機方式通過一個SRAM進行數(shù)據(jù)共享、互相監(jiān)控和評判、控制權搶奪和修復功能，有效避免或減少了因某一微控制器異常而帶來的控制失誤，顯著提高了平衡車的安全性能和用戶的使用體驗。
【附圖說明】
[0017]下面將結合附圖及實施例對本發(fā)明作進一步說明，附圖中:
圖1是本發(fā)明一種實施例的載人平衡及控制方法總體流程圖；
圖2是本發(fā)明一種實施例的載人平衡車控制框圖；
圖3是本發(fā)明一種實施例的載人平衡車具體控制框圖；
圖4為本發(fā)明一種實施例的載人平衡車中SRAM存儲區(qū)間分配圖；
圖5為本發(fā)明一種實施例的載人平衡車三個微控制器的狀態(tài)對比圖。
【具體實施方式】
[0018]本發(fā)明提供的技術方案主要針對平衡類的車輛，主要為載人平衡車，通常情況下這類的車輛由于是靠微控制器進行平衡的維持，所以在微控制器方面的穩(wěn)定性要求特別尚O
[0019]本發(fā)明的主要構思為:對傳統(tǒng)采用一個或者兩個微控制器的方式進行改進，通過三個微控制器同時作為核心部分，在運行過程中，如果發(fā)現(xiàn)任一微控制器數(shù)據(jù)采集或者運算出現(xiàn)異常，另外兩個微控制器即可通過一定的方式爭奪控制權，只要另外兩個微控制器運行正常，意味著載人平衡車出現(xiàn)故障的時候就有二分之一的概率是可以成功避免故障的，顯著提高了車輛的安全性能，減少了安全隱患。
[0020]具體地，如圖1所示，本發(fā)明提供的一種載人平衡車控制方法，該載人平衡車具有三個微傳感器，控制方法包括以下步驟:
載人平衡車開始啟用后的初始狀態(tài)下，由于具有三個微控制器，因此通過人為或者出廠設置設定三個微控制器的優(yōu)先級，默認設置其中優(yōu)先級最高的微控制器具有控制權。
[0021]步驟S01:載人平衡車的三個微控制器分別接收傳感器采集的數(shù)據(jù)，并進行數(shù)據(jù)共享。數(shù)據(jù)包括車體角度、車體速度、驅動溫度、電池電壓、電機電流等表征載人平衡車運行狀態(tài)的信息，由相應的傳感器檢測獲得。這些傳感器的數(shù)量和種類可根據(jù)具體