移动设备及其操纵装置的映射方法、控制方法和介质与流程

医药医疗技术的改进;医疗器械制造及应用技术1.本发明涉及移动设备控制技术领域，尤其涉及一种移动设备及其操纵装置的映射方法、控制方法和介质。背景技术：2.相关技术中，差速驱动式移动设备(如智能轮椅)操纵杆信号通常采用线性映射的方法映射为移动设备的速度，导致移动设备高速行驶时速度波动较大，转弯时不能平稳顺畅的切换速度以达到转弯的条件。并且，该技术中移动设备转角对转弯半径无法很好地进一步映射，导致移动设备转弯时在某些状态下移动设备转角与实际转弯半径有差异，影响用户的操作体验。技术实现要素：3.本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种操纵装置的映射方法，以使移动设备高速运行时波动更小运行更平稳，以及在低速运行时能更好地满足增速需求。4.本发明的第二个目的在于提出一种移动设备的控制方法。5.本发明的第三个目的在于提出一种计算机可读存储介质。6.本发明的第四个目的在于提出一种移动设备。7.为达到上述目的，本发明第一方面实施例提出了一种操纵装置的映射方法，该方法用于移动设备，所述方法包括：获取操纵装置的坐标数据，其中，所述坐标数据包括第一坐标和第二坐标；根据预设的第一非线性函数，将所述第一坐标映射为所述移动设备的目标移动速度，并根据预设的转角映射函数，将所述第二坐标映射为所述移动设备的目标转角。8.本发明实施例的操纵装置的映射方法，通过根据预设的第一非线性函数，将第一坐标映射为所述移动设备的目标移动速度，以使得越靠近中心点，目标移动转速的变化率越大，从而可使得用户对操纵装置进行操作时，移动对移动设备在高速阶段具备一定的防抖动功能，运行更平稳；在低速阶段可满足用户快速提升速度的需求，从而提升了用户体验。9.为达到上述目的，本发明第二方面实施例提出了一种移动设备的控制方法，包括：利用上述的操纵装置的映射方法，得到所述移动设备的目标移动速度和目标转角；将所述目标转角映射为目标转弯半径，并根据所述目标移动速度、所述目标转弯半径和预设的差速公式，分别得到所述移动设备左轮的第一目标转速和右轮的第二目标转速；根据所述第一目标转速和所述第二目标转速，分别对所述左轮和右轮进行控制。10.本发明实施例的移动设备的控制方法，通过根据预设的第一非线性函数，将第一坐标映射为所述移动设备的目标移动速度，以使得越靠近中心点，目标移动转速的变化率越大，并根据得到的目标移动转速对移动设备进行控制，可使得用户对操纵装置进行操作时，移动对移动设备在高速阶段具备一定的防抖动功能，运行更平稳；在低速阶段可满足用户快速提升速度的需求，从而提升了用户体验。11.为达到上述目的，本发明第三方面实施例提出了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，实现上述的操纵装置的映射方法，或者，实现上述的移动设备的控制方法。12.为达到上述目的，本发明第四方面实施例提出了一种移动设备，包括存储器、处理器和存储在所述存储器上的计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时，实现上述的操纵装置的映射方法，或者，实现上述的移动设备的控制方法。13.本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。附图说明14.图1是本发明一个实施例的操纵装置的映射方法的流程图；15.图2是本发明一个示例的操纵装置的坐标示意图；16.图3是本发明一个示例的第一坐标与目标移动速度之间的映射关系示意图；17.图4是本发明另一个实施例的操纵装置的映射方法的流程图；18.图5是本发明一个示例的移动设备转弯示意图；19.图6是本发明一个示例的目标转角与目标转弯半径之间的映射关系的示意图；20.图7是本发明又一个实施例的操纵装置的映射方法的流程图；21.图8是本发明一个示例的坐标零点区的示意图；22.图9是本发明一个具体实施例的操纵装置的映射方法的流程图；23.图10是本发明实施例的移动设备的控制方法的流程图。具体实施方式24.下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。25.下面参考附图1-10描述本发明实施例的操纵装置的映射方法、移动设备的控制方法和存储介质、移动设备。26.图1是本发明一个实施例的操纵装置的映射方法的流程图。在该实施例中，该操纵装置的映射方法用于移动设备，具体可为差速驱动式移动设备，如智能轮椅等。27.如图1所示，操纵装置的映射方法包括：28.s101，获取操纵装置的坐标数据，其中，坐标数据包括第一坐标和第二坐标。29.具体地，参见图2，可以操纵装置(如操纵杆)的初始位置为中心点建立直角坐标系，上述的第一坐标可以y轴坐标，用于实现移动设备速度的控制；上述的第二坐标可以是x轴坐标，用于实现移动设备转角的控制。在操作操纵装置时，操纵装置可在图1的矩形区域内活动。30.在该实施例中，也可根据操纵装置的活动区域建立其他坐标系，例如，操纵装置的活动区域为平行四边形时，可以操纵装置的初始位置为中心点，并以平行与平行四边形的两相邻边作为坐标轴建立坐标系；又如，操纵装置的活动区域为球面(如半球面)时，可以操纵装置的初始位置为中心点，并以两垂直的弧线作为坐标轴建立球面坐标系，第一坐标、第二坐标可以是球面坐标系上的点在切面上对应点的坐标，该切面与上述两弧线垂直。31.s102，根据预设的第一非线性函数，将第一坐标映射为移动设备的目标移动速度，并根据预设的转角映射函数，将第二坐标映射为移动设备的目标转角。32.其中，第一非线性函数可以是对数函数；预设的转角映射函数可以是线性函数，也可以是非线性函数，以线性函数为例，预设的转角映射函数可以是α＝b·x，α为目标转角，b为常数且为正值，x为第二坐标，即第二坐标的取值越大，目标转角越大，参见图2，第二坐标沿x轴正方向取值却大，向右旋转的目标转角越大，但不超过90°，同理，第二坐标沿x轴负方向取值却大，向左旋转的目标转角越大，但不超过90°。33.具体地，由于操纵装置越远离中心点，速度增加得越慢；越靠近中心点，速度增加得越快，因此本发明采用非线性映射的方式将操纵装置(如操纵杆)的坐标数据映射为移动设备的目标移动速度，以使得目标移动速度的增加率随第一坐标的增大而减小，减小趋势可以是线性的，也可以是非线性的如处于第一象限的双曲线。以第一非线性函数对应曲线上的任意三个点(vx1、vy1)、(vx2、vy2)、(vx3、vy3)为例，vy1＞vy2＞vy3，vy1、vy2、vy3对应的目标移动速度分别为v1、v2、v3，则有v1＞v2＞v3，且(v1-v2)＜(v2-v3)，也就是说，越靠近中心点，目标移动转速的变化率越大。由于在高速阶段，操纵装置的移动对移动设备速度的影响小；在低速阶段，操纵装置的移动对移动设备的影响较大，因此，采用上述非线性映射的方式得到的目标移动速度对移动设备进行控制，可使得移动设备在高速阶段具备一定的防抖动功能，运行更平稳；在低速阶段可满足用户快速提升速度的需求，提升了用户体验。34.作为一个示例，第一非线性函数为对数函数，该对数函数对应的公式可以为：[0035][0036]其中，v为目标移动速度，a为第一预设系数，用于调节目标移动速度v的变化率，y为第一坐标。以图2所示的坐标系中的坐标数据为例，图3示出了该示例中目标移动速度v与y轴坐标的映射关系。[0037]图4是本发明另一个实施例的操纵装置的映射方法的流程图。[0038]如图4所示，操纵装置的映射方法包括：[0039]s401，获取操纵装置的坐标数据，其中，坐标数据包括第一坐标和第二坐标。[0040]s402，根据预设的第一非线性函数，将第一坐标映射为移动设备的目标移动速度，并根据预设的转角映射函数，将第二坐标映射为移动设备的目标转角。[0041]作为一个示例，转角映射函数为线性函数，该线性函数对应的公式可以为：其中，α为目标转角,x为第二坐标。[0042]s403，根据预设的第二非线性函数，将目标转角映射为移动设备的目标转弯半径。[0043]其中，第二非线性函数可以为正切函数。[0044]具体地，在移动设备实际行驶过程中，移动设备转角的取值范围为[-90°,90°]，移动设备转弯半径的取值范围为[-∞,+∞],可将移动设备的转角使用正切函数映射为移动设备的转弯半径。移动设备转角与转弯半径为非线性关系，当转弯半径为无穷大时，移动设备为直行状态；当转弯半径为0时，移动设备为自旋转状态；在转弯半径不为0且不为无穷大时，使用正切函数得到的转弯半径可使移动设备转弯时平稳、顺畅。[0045]作为一个示例，该正切函数对应的公式可以为：[0046]r＝k·tan(90°‑α)，[0047]其中，r为目标转弯半径，k为第二预设系数，用于调节操纵装置的灵敏度，其取值可根据需要设定，α为目标转角。[0048]具体地，参见图5，移动设备在转弯时，r为移动设备的转弯半径，r为移动设备动力轮半径，l为两个动力轮间之间的轴长，θ为移动设备的转弯角度，v为移动设备的速度。假设操纵装置映射的目标转角为α，则r与α的映射关系为：r＝k·tan(90-α)。图6示出了一个示例的r与α之间的映射关系，该映射关系中，α为自变量，自变域为[-90°,90°]，r为因变量，值域为[-∞,+∞]。[0049]图7是本发明又一个实施例的操纵装置的映射方法的流程图。[0050]如图7所示，操纵装置的映射方法包括：[0051]s701，获取操纵装置的坐标数据，其中，坐标数据包括第一坐标和第二坐标。[0052]s702，判断坐标数据是否处于坐标零点区，其中，坐标零点区包括第一零点区、第二零点区和中心零点区。[0053]具体地，参见图8，以二维直角坐标系为例，坐标零点区为以中心点o为中心的“十字”区域，该“十字”区域包括两个第一零点区q1、两个第二零点区q2和中心零点区q3。由此，通过该坐标零点区的设置，便于操纵装置控制时误触发。[0054]作为一个示例，判断坐标数据是否处于坐标零点区，可包括：计算第一坐标与中心点之间的差值得到第一差值，并计算第二坐标与中心点之间的差值得到第二差值；判断第一差值的绝对值是否小于或等于第一预设值，并判断第二差值的绝对值是否小于或等于第二预设值；如果第一差值的绝对值小于或等于第一预设值，或者，第二差值的绝对值小于或等于第二预设值，则判定坐标数据处于坐标零点区。[0055]其中，第一预设值、第二预设值的取值可根据操纵装置的活动区域和所建立的坐标系进行设置，例如，若活动区域为正方形，x、y坐标的取值范围为(0，2)，则第一预设值和第二预设值的取值均可以为0～0.5。[0056]s703，如果坐标数据处于第一零点区，则根据预设的第一非线性函数，将第一坐标映射为移动设备的目标移动速度，并将第二坐标映射为零转角。[0057]具体地，以图8所示的坐标零点区为例，零转角可以是零度，即在操纵装置处于第一零点区q1时，会控制移动设备直行，由此可有效防止用户在直行时操纵装置抖动带来的误差。[0058]作为一个示例，如果坐标数据处于第一零点区，则也可根据线性函数，将第一坐标映射为移动设备的目标移动速度，可在防止误触发的同时，降低映射处理复杂度。[0059]s704，如果坐标数据处于第二零点区，则将第一坐标映射为预设转速，并根据预设的转角映射函数，将第二坐标映射为移动设备的目标转角。[0060]具体地，以图8所示的坐标零点区为例，预设转速可以是根据需要进行标定，如由移动设备的机械特性标定。在操纵装置处于第二零点区q2时，会控制移动设备原地旋转，旋转角度为目标转角，由此可有效防止用户在自旋转时操纵装置抖动带来的误差。[0061]s705，如果坐标数据处于中心零点区，则将第一坐标映射为零转速，并将第二坐标映射为零转角。[0062]具体地，以图8所示的坐标零点区为例，在操纵装置处于中心零点区q3时，会控制移动设备原地不动，由此可有效防止用户在直行和自旋转时操纵装置抖动带来的误差。[0063]s706，如果坐标数据未处于坐标零点区，则根据预设的第一非线性函数，将第一坐标映射为移动设备的目标移动速度，并根据预设的转角映射函数，将第二坐标映射为移动设备的目标转角。[0064]具体地，在操纵装置的坐标数据映射为移动设备的速度和转角时，通过增加坐标零点区，并在坐标数据处于坐标零点区时，对应轴坐标取值为中心点的坐标。由此，当用户操作移动设备直行或自旋转时，坐标零点区的增加可以很好地解决用户对操纵装置误触发的问题。[0065]在实施例中，在得到目标转角后，还可利用上述步骤s203的方法，将目标转角映射为移动设备的目标转弯半径，以便保证移动设备的平稳运行。[0066]在本发明的一个具体实施例中，如图9所示，开始执行操纵装置的映射方法后，获取操纵装置的坐标数据，如二维坐标数据(vx，vy)，确定该坐标数据是否处于坐标零点区。如果处于第一零点区，则确定控制移动设备直行，目标转角为零，目标移动速度可以由vy映射得到；如果处于第二零点区，则确定控制移动设备自旋转，目标移动速度为零，目标转角可以由vx映射得到；如果处于中心零点区，则确定控制移动设备原地不动；如果不处于坐标零点区，则目标转角可以由vx映射得到，目标移动速度可以由vy映射得到。进一步地，可将目标转角映射为目标转弯半径，以便根据目标转弯半径和目标移动速度对移动设备进行控制。在当前次坐标数据处理完成后，可获取下一次的坐标数据，并判断下一次与当前次的坐标数据是否相同，如果相同，则下一次直接利用当前次的映射数据进行控制，以节省内存负担；如果不同，则继续执行后续的映射处理流程。[0067]综上，本发明实施例的操纵装置的映射方法，通过利用非线性函数将操纵装置的坐标数据映射为移动设备的目标移动速度，可在高速时，使移动设备运行更平稳，在低速时，快速提升速度需求；通过利用非线性函数将操纵装置的坐标数据映射为移动设备的目标转弯半径，可使轮椅转弯时等平稳、顺畅；通过坐标零点区的设置，可降低对操纵装置的误触发。[0068]图10是本发明实施例的移动设备的控制方法的流程图。在该实施例中，移动设备可以是差速驱动式移动设备，如智能轮椅。[0069]如图10所示，移动设备的控制方法包括：[0070]s1001，利用上述实施例的操纵装置的映射方法，得到移动设备的目标移动速度和目标转角。[0071]s1002，将目标转角映射为目标转弯半径，并根据目标移动速度、目标转弯半径和预设的差速公式，分别得到移动设备左轮的第一目标转速和右轮的第二目标转速。[0072]具体地，可根据预设的第二非线性函数，将目标转角映射为移动设备的目标转弯半径。其中，第二非线性函数可以为正切函数，该正切函数对应的公式可以为：[0073]r＝k·tan(90°‑α)，[0074]其中，r为目标转弯半径，k为第二预设系数，用于调节操纵装置的灵敏度，其取值可根据需要设定，α为目标转角。[0075]当目标转角为0，目标移动速度不为0时，即移动设备直行，此时，目标转弯半径为无穷大，移动设备的左轮速度vl、右轮速度vr与目标移动速度v相等，两轮的转速相等为wr＝wl＝v/r。[0076]当目标转角不为0，目标移动速度不为0时，即移动设备转弯运行，此时，目标转弯半径r在0与无穷大之间，左轮的转速wl＝(2r-l)*v/(2rr)，右轮的转速wr＝(2r+l)*v/(2rr)。[0077]当目标转角不为0，目标移动速度为0时，即移动设备原地回转，此时，两轮的转速相等为wr＝wl＝vm/r，vm为上述的预设转速。[0078]s1003，根据第一目标转速和第二目标转速，分别对左轮和右轮进行控制。[0079]具体地，左轮由左轮电机驱动，右轮由右轮电机驱动，可根据第一目标转速对左轮电机进行控制，并根据第二目标转速对右轮电机进行控制。[0080]本发明实施例的移动设备的控制方法，由操纵装置的映射方法，通过利用非线性函数将操纵装置的坐标数据映射为移动设备的目标移动速度，可在高速时，使移动设备运行更平稳，在低速时，快速提升速度需求；通过利用非线性函数将操纵装置的坐标数据映射为移动设备的目标转弯半径，可使轮椅转弯时等平稳、顺畅；通过坐标零点区的设置，可降低对操纵装置的误触发。[0081]进一步地，本发明提出了一种计算机可读存储介质。[0082]在本发明的一个实施例中，计算机可读存储介质上存储有计算机程序，该计算机程序可以是操纵装置的映射，该计算机程序被处理器执行时，实现上述的操纵装置的映射方法。[0083]在本发明的另一个实施例中，计算机可读存储介质上存储有计算机程序，该计算机程序可以是移动设备的控制程序，该计算机程序被处理器执行时，实现上述的移动设备的控制方法。[0084]更进一步地，本发明还提出了一种移动设备。[0085]在本发明的一个实施例中，移动设备包括存储器、处理器和存储在存储器上的计算机程序，该计算机程序可以是操纵装置的映射，该计算机程序被处理器执行时，实现上述的操纵装置的映射方法。[0086]在本发明的另一个实施例中，移动设备包括存储器、处理器和存储在存储器上的计算机程序，该计算机程序可以是移动设备的控制程序，该计算机程序被处理器执行时，实现上述的移动设备的控制方法。[0087]需要说明的是，在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读介质中，以供指令执行系统、装置或设备(如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统)使用，或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。就本说明书而言，“计算机可读介质”可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。计算机可读介质的更具体的示例(非穷尽性列表)包括以下：具有一个或多个布线的电连接部(电子装置)，便携式计算机盘盒(磁装置)，随机存取存储器(ram)，只读存储器(rom)，可擦除可编辑只读存储器(eprom或闪速存储器)，光纤装置，以及便携式光盘只读存储器(cdrom)。另外，计算机可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质，因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序，然后将其存储在计算机存储器中。[0088]应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(pga)，现场可编程门阵列(fpga)等。[0089]在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。[0090]在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。[0091]此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示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。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。[0092]在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。[0093]在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。[0094]尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。









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