阅读说明：本技术 车辆变形控制方法和可变形车辆 (Vehicle deformation control method and deformable vehicle ) 是由 周诚 黎雄 熊坤 张东胜 张正友 于 2019-10-29 设计创作，主要内容包括：本申请涉及一种车辆变形控制方法和可变形车辆,所述车辆包括第一车轮和第二车轮；所述方法包括：当所述车辆处于第一车辆形态时,获取车辆变形指令；响应于所述车辆变形指令,分别驱动所述第一车轮和第二车轮朝第二车辆形态的车轮朝向进行转动；在所述车轮朝向的转动过程中,以第一车轮的单轮平衡保持所述车辆平衡；在以第一车轮保持所述车辆平衡时,驱动所述车辆行进以变形为所述第二车辆形态。本申请提供的方案可以使车辆在无需用户人工干预的情况下实现车辆形态的平稳切换,进而适应更多复杂的行驶场景。(The present application relates to a vehicle deformation control method and a deformable vehicle, the vehicle including a first wheel and a second wheel; the method comprises the following steps: when the vehicle is in a first vehicle form, acquiring a vehicle deformation instruction; in response to the vehicle deformation command, respectively driving the first wheel and the second wheel to rotate towards the wheel orientation of the second vehicle configuration; maintaining the vehicle in balance with a single wheel balance of a first wheel during rotation of the wheel orientation; while maintaining the vehicle in balance with the first wheel, driving the vehicle to travel to deform into the second vehicle configuration. The scheme provided by the application can enable the vehicle to realize the stable switching of the vehicle form under the condition of no need of manual intervention of a user, and further adapt to more complex driving scenes.)

车辆变形控制方法和可变形车辆

技术领域

本申请涉及计算机技术领域，特别是涉及一种车辆变形控制方法和可变形车辆。

背景技术

随着科技的发展，越来越多的出行工具进入人们的生活，如体积小，操控灵活且科技感强的平衡车。市面上的平衡车包括两轮平衡车和单轮平衡车。其中，两轮平衡车采用两个并排固定的车轮支撑，采用倒立摆原理自动平衡，仅仅依靠人体重心的改变便可以实现车辆的启动、加减速、停止等动作，逐渐成为一种主流的代步工具。然而，目前的两轮平衡车对行驶路面的平坦度具有较高要求，面对崎岖路面只能绕行，使两轮平衡车的使用大大受限。

发明内容

基于此，有必要针对目前两轮平衡车只适用于平坦路面的技术问题，提供一种车辆变形控制方法和可变形车辆。

一种车辆变形控制方法，车辆包括第一车轮和第二车轮；所述方法包括：

当所述车辆处于第一车辆形态时，获取车辆变形指令；

响应于所述车辆变形指令，分别驱动所述第一车轮和第二车轮朝第二车辆形态的车轮朝向进行转动；

在所述车轮朝向的转动过程中，以第一车轮的单轮平衡保持所述车辆平衡；

在以第一车轮保持所述车辆平衡时，驱动所述车辆行进以变形为所述第二车辆形态。

一种可变形车辆，所述可变形车辆包括第一车轮、第二车轮和车辆变形控制装置；所述车辆变形控制装置包括：

变形指令获取模块，用于当所述车辆处于第一车辆形态时，获取车辆变形指令；

车轮朝向转动模块，用于响应于所述车辆变形指令，分别驱动所述第一车轮和第二车轮朝第二车辆形态的车轮朝向进行转动；

车辆自平衡模块，用于在所述车轮朝向的转动过程中，以第一车轮的单轮平衡保持所述车辆平衡；以第一车轮保持所述车辆平衡时，驱动所述车辆行进以变形为所述第二车辆形态。

一种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，使得所述处理器执行上述车辆变形控制方法的步骤。

一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时，使得所述处理器执行上述车辆变形控制方法的步骤。

上述车辆变形控制方法、存储介质、计算机设备和可变形车辆，当触发了车辆变形指令时，通过分别驱动所述第一车轮和第二车轮从第一车辆形态的车轮朝向朝第二车辆形态的车轮朝向进行转动，可以将车辆从当前的外观形态变形至另一种外观形态；在外观形态切换过程中，通过第一车轮单轮可以保持车辆平衡，从而可以在无需用户人工干预的情况下实现车辆形态的平稳切换。由于不同形态的车辆适用于不同的路况，从而可在多种车辆形态之间自由切换的车辆可以自适应更多复杂的行驶场景。

附图说明

图1为一个实施例中车辆变形控制方法的应用环境图；

图2为一个实施例中车辆变形控制方法的流程示意图；

图3a为一个实施例中处于两轮平衡车形态时车辆的机械结构图；

图3b为一个实施例中处于自行车形态时车辆的机械结构图；

图3c为一个实施例中处于过渡车辆形态时车辆的机械结构图；

图4a为一个实施例中乘车辅件处于第一形态时车辆的机械结构图；

图4b为一个实施例中乘车辅件处于第二形态时车辆的机械结构图；

图5a为一个实施例中车辆从两轮平衡车形态切换至自行车直行形态的过程示意图；

图5b为一个实施例中车辆从自行车直行形态切换至两轮平衡车形态的过程示意图；

图5c为一个实施例中车辆在两轮平衡车形态与自行车直行形态之间循环切换的过程示意图；

图6为一个具体的实施例中车辆变形控制方法的流程示意图；

图7为另一个具体的实施例中车辆变形控制方法的流程示意图；

图8为一个实施例中可变形车辆的机械结构图；

图9为一个实施例中车辆变形控制装置的结构框图；

图10为另一个实施例中车辆变形控制装置的结构框图；

图11为一个实施例中计算机设备的结构框图。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

图1为一个实施例中车辆变形控制方法的应用环境图。参照图1，该车辆变形控制方法应用于车辆变形控制装置110。该车辆变形控制装置110安装部署在车辆120上。车辆120可以是两轮车，也可以是多轮车，至少包括第一车轮1202和第二车轮1204。车辆120还包括车架1206以及设置在车架1206上的行进驱动1208和转向驱动1210。行进驱动1208和转向驱动1210分别与车辆变形控制装置110电性连接。行进驱动1208具体可以包括用于驱动第一车轮1202行进的第一行进驱动1208a和用于驱动第二车轮1204行进的第二行进驱动1208b。转向驱动1210具体可以包括用于驱使转动第一车轮1202朝向的第一转向驱动1210a和用于驱使转动第二车轮1204朝向的第二行进驱动1210b。

在一个实施例中，车辆包括第一轮毂电机、第一转向电机、第二轮毂电机和第二转向电机；第一轮毂电机用于驱动第一车轮行进，第一转向电机用于驱动第一车轮转向；第二轮毂电机用于驱动第二车轮行进，第二转向电机用于驱动第二车轮转向。

第一行进驱动1208a具体可以是第一轮毂电机，第二行进驱动1208b具体可以是第二轮毂电机。第一转向驱动1210a具体可以是第一转向电机，第二行进驱动1210b具体可以是第二转向电机。

如图2所示，在一个实施例中，提供了一种车辆变形控制方法。本实施例主要以该方法应用于上述图1中的车辆变形控制装置110来举例说明。参照图2，该车辆变形控制方法具体包括如下步骤：

S202，当车辆处于第一车辆形态时，获取车辆变形指令。

其中，车辆形态是指车辆在不同使用状态下的外形状态。在本申请提供的实施例中，车辆可以有多种不同的车辆形态，至少包括第一车辆形态和第二车辆形态。不同车辆形态的车辆可以适应不同的路况。车辆变形指令是指用于触发车辆切换车辆形态的指令。

在一个实施例中，车辆还包括控制面板。车辆变形指令可以是根据驾驶人作用于控制面板的触发操作而生成的。触发操作具体可以是触摸操作、光标操作、按键操作或者语音操作。其中，触摸操作可以是触摸点击操作、触摸按压操作或者触摸滑动操作，触摸操作可以是单点触摸操作或者多点触摸操作；光标操作可以是控制光标进行点击的操作或者控制光标进行按压的操作；按键操作可以是虚拟按键操作或者实体按键操作等。

具体地，当获取到车辆变形控制指令时，车辆变形控制装置确定车辆当前所处的第一车辆形态。车辆变形控制装置通过控制改变第一车轮和第二车轮的转速及其相对车架的朝向，使车辆从当前的第一车辆形态切换至另外的第二车辆形态。

在一个实施例中，车辆变形指令可以是车辆变形控制装置自动触发生成的。车辆还包括环境感应组件。环境感应组件用于感知车辆周围的环境状况，如路况、人流拥挤程度等。环境感应组件具体可以是图像采集设备，如摄像头、行车记录仪等。车辆变形控制装置根据环境感应组件采集的路况信息，分析是否需要切换车辆形态，当需要进行车辆形态切换时自动触发车辆变形指令。比如，当车辆即将从狭窄平坦的路段行驶至宽阔崎岖的路段时，车辆变形控制装置控制车辆从当前的适用于狭窄平坦路况的车辆形态变形至适用于宽阔崎岖路况的车辆形态。

在一个实施例中，路况信息包括现实场景图像。车辆变形控制装置基于预训练的神经网络模型对现实场景图像进行分类，确定当前的路况类型。车辆基于不同的车辆形态在不同路况类型的路段行驶，当发生路况类型变化时，车辆变形控制装置自动触发车辆变形控制指令。

神经网络模型比如CNN(Convolutional Neural Network，卷积神经网络)模型、DNN(Deep Neural Network，深度神经网络)模型和RNN(Recurrent Neural Network，循环神经网络)模型等。本实施例采用的用于对现实场景图像进行路况类型分类的神经网络模型也可以是多种神经网络模型的组合。

其中，卷积神经网络包括卷积层(Convolutional Layer)和池化层(PoolingLayer)。卷积神经网络模型有多种，比如VGG(Visual Geometry Group视觉集合组)网络模型、GoogleNet(谷歌网络)模型或ResNet(能效评估系统)网络模型等。深度神经网络包括输入层、隐含层和输出层，层与层之间是全连接的关系。循环神经网络是一种对序列数据建模的神经网络，即一个序列当前的输出与前面的输出也有关。具体的表现形式为网络会对前面的信息进行记忆并应用于当前输出的计算中，即隐藏层之间的节点不再无连接而是有连接的，并且隐藏层的输入不仅包括输入层的输出还包括上一时刻隐藏层的输出。循环神经网络模型，比如LSTM(Long Short-Term Memory Neural Network，长短时记忆神经网络)模型。

在一个实施例中，车辆变形控制装置将现实场景图像发送至远程服务器，待远程服务器基于预训练的神经网络模型对现实场景图像分析确定当前的路况类型，并根据路况类型返回的车辆变形指令。可以理解，当路况类型未发生变化时，远程服务器不再向车辆变形控制装置返回车辆变形指令。

在一个实施例中，车辆变形控制装置将现实场景图像发送至远程监控终端，远程监控终端展示现实场景图像，监控人员可以根据查看到的现实场景图像分析确定当前的路况类型，并根据路况类型在远程监控终端触发车辆变形指令，远程监控终端将车辆变形指令转发至车辆变形控制装置。

S204，响应于车辆变形指令，分别驱动第一车轮和第二车轮朝第二车辆形态的车轮朝向进行转动。

其中，车轮朝向是指车轮相对车架的转角方向。在不同车辆形态下，车辆的第一车轮和第二车轮相对车架具有不同的车轮朝向。

在一个实施例中，当车辆处于第一车辆形态时，第一车轮所在平面和第二车轮所在平面平行；当车辆处于第二车辆形态且沿直线行进时，第一车轮和第二车轮处于相同平面。

在本申请提供的实施例中，车辆形态至少包括两轮平衡车形态和自行车形态。其中，两轮平衡车形态是指第一车轮所在平面与第二车轮所在平面平行的形态。自行车形态可以进一步区分为自行车直行形态和自行车转弯形态。自行车直行形态是指第一车轮与第二车轮处于相同平面的形态。为了描述方便，下文将第一车轮与第二车轮处于相同平面时的“相同平面”视为车架所在平面。自行车转弯形态第一车轮所在平面与车架所在平面之间的夹角为锐角，第二车轮所在平面与车架所在平面为相同平面的形态。第一车辆形态可以是两轮平衡车形态，第二车辆形态可以是自行车形态。可以理解，第一车辆形态与第二车辆形态是相对而言的。在另一个实施例中，第一车辆形态也可以是自行车形态，第二车辆形态也可以是两轮平衡车形态。

具体地，当第一车辆形态为两轮平衡车形态，即车辆需要从两轮平衡车形态切换至自行车形态时，车辆变形控制装置响应车辆变形指令，驱动第一转向驱动将第一车轮从所在平面与车架所在平面垂直的当前朝向转动至与车架所在平面平行或呈预设锐角的目标朝向，并驱动第二转向驱动将第二车轮从所在平面与车架所在平面垂直的当前朝向转动至与车架所在平面平行的目标朝向。

当第一车辆形态为自行车形态，即车辆需要从自行车形态切换至两轮平衡车形态时，车辆变形控制装置响应车辆变形指令，驱动第一转向驱动将第一车轮从所在平面与车架所在平面平行或呈预设锐角的当前朝向转动至与车架所在平面垂直的目标朝向，并驱动第二转向驱动将第二车轮从所在平面与车架所在平面平行的当前朝向转动至与车架所在平面垂直的目标朝向。

在一个实施例中，当开始转动第一车轮的车轮朝向的时间与开始转动第二车轮的车轮朝向的时间相同时，第一车轮的车轮朝向转动速度小于第二车轮的车轮朝向转速。当开始转动第一车轮的车轮朝向的时间晚于开始转动第二车轮的车轮朝向的时间时，第一车轮的车轮朝向转动速度与第二车轮的车轮朝向转速可以相同。

S206，在车轮朝向的转动过程中，以第一车轮的单轮平衡保持车辆平衡。

其中，在不同车辆形态下，车辆保持自平衡的策略不同。在两轮平衡车形态下，车辆可以以第一车轮和第二车轮的行进驱动保持平衡。在自行车形态下，车辆可以以第一车轮的转向驱动保持平衡。

在一个实施例中，车辆还包括平衡感应组件。平衡感应组件用于判断车辆车身所处的姿势状态，并通过精密且高速的中央微处理器计算出适当的自平衡信号，将自平衡信号传输至车辆变形控制装置。平衡感应组件具体可以是陀螺仪(Solid-StateGyroscopes)传感器等。平衡感应组件的数量可以根据需求自由设定，如3个或5个等。车辆变形控制装置通过控制行进驱动和转向驱动响应自平衡信号，来保持车辆在不同车辆形态下行行进时的自平衡以及车辆在不同车辆形态之间切换时的自平衡。

参考图3a，图3a示出了一个实施例中处于两轮平衡车形态的车辆的结构图。在两轮平衡车形态下，若以驾驶人与车辆的总体重心纵轴作为参考轴线。驾驶人只要改变自己身体相对车身参考轴线倾斜的方向和角度，车辆即可根据倾斜的方向前进、后退或转向，而行进速度则与驾驶人身体倾斜的程度呈正比。

如图3a所示，在两轮平衡车形态下，当平衡感应组件发现参考轴线往车辆前进方向倾斜时，车辆变形控制装置根据自平衡信号控制车辆内的第一行进驱动302a和第二行进驱动302b产生相同的往前的驱动力，一方面平衡驾驶人与车辆往前倾倒的扭矩，另一方面产生让车辆前进的加速度。相反的，当平衡感应组件发现参考轴线往车辆后退方向倾斜时，车辆变形控制装置根据自平衡信号控制第一行进驱动302a和第二行进驱动302b产生相同的向后的驱动力达到车辆自平衡效果。当驾驶人在车辆持续前进或后退过程中将自己的身体重心往第一车轮304或第二车轮306的方向倾斜时，车辆变形控制装置控制第一行进驱动302a和第二行进驱动302b产生不同大小的驱动力，利用自身重量和与偏离参考轴线的分量产生转弯时的向心力，以使第一车轮304和第二车轮306产生转速差，从而达到转向的效果。可以理解，当第一车轮304向前行进而第二车轮306向后行进时，可以实现车辆原地转向的效果。

参考图3b，图3b示出了一个实施例中处于自行车形态的车辆的结构图。如图3b所示，在自行车形态下，当驾驶人将自己的身体重心往第一车轮304的方向倾斜时，车辆变形控制装置根据自平衡信号控制第一行进驱动302a增大促使第一车轮304前行的驱动力或者控制第二行进驱动302b增大促使第二车轮306前行的驱动力，使车辆加速前进。当驾驶人将自己的身体重心往第二车轮306的方向倾斜时，车辆变形控制装置根据自平衡信号控制第一行进驱动302a减小促使第一车轮302前行的驱动力或者控制第二行进驱动302b减小促使第二车轮306前行的驱动力，使车辆减速前进。当在车辆持续前进过程中，陀螺仪发现参考轴线往车架所在平面左侧或者右侧倾斜时，车辆变形控制装置根据自平衡信号控制第一行进驱动302a产生促使第一车轮304前行的驱动力或者控制第二行进驱动302b产生促使第二车轮306前行的驱动力，并通过控制第一转向驱动308a将第一车轮304向靠近车辆倾斜方向转动实现前行过程中的自平衡。

在一个实施例中，车辆还包括用于控制第一车轮朝向的车把。当车辆处于自行车形态时，车辆除了支持上述自平衡驾驶模式，还支持人工平衡驾驶模式。驾驶人可以根据驾驶喜好基于控制面板触发不同的驾驶模式。在人工平衡模式下，驾驶人只要通过扭动车把改变第一车轮所在平面相对车架所在平面的角度，而第二车轮保持与车架处于同一平面，车辆即可根据第一车轮的转动角度实现平衡。

具体地，在车辆从一种车辆形态切换至另一种车辆形态的过程中，车辆可以以第一车轮的单轮行进驱动或第一车轮的单轮转向驱动保持平衡。在车轮朝向的转动过程中，车辆变形控制装置判断车辆是否达到过渡车辆形态。参考图3c,图3c示出了一个实施例中处于过渡车辆形态的车辆的结构图。过渡车辆形态是指第一车轮304所在平面与车架所在平面呈预设锐角，且第二车轮306所在平面与车架所在平面平行的形态。预设锐角是综合考虑车辆平衡和车轮朝向调整代价得到的角度值，具体可以是根据仿真等得到的经验值，具体可以是固定角度值，如60°，也可以是预设的角度区间值，如[50°，70°]等。车辆在第一车轮所在平面与车架所在平面呈预设锐角的位置从改变车辆自行平衡策略是既不影响车辆平衡，也不影响后期车轮朝向角度调整。

当第一车辆形态为两轮平衡车形态时，车辆需要从两轮平衡车形态切换至自行车形态。在切换过程中，车辆在达到过渡车辆形态之前，即第一车轮的车轮朝向尚未转动至与车架呈预设锐角的目标朝向或第二车轮尚未转动至与车架平行的目标朝向时，车辆变形控制装置控制关闭第二行进驱动，单纯依靠第一行进驱动来保持车辆平衡。

当第一车辆形态为自行车形态时，车辆需要从自行车形态切换至两轮平衡车形态。在切换过程中，车辆在达到过渡车辆形态之前，车辆变形控制装置继续以第一转向驱动保持平衡。

S208，在以第一车轮保持车辆平衡时，驱动车辆行进以变形为第二车辆形态。

具体地，当车辆从两轮平衡车形态切换至过渡车辆形态时，车辆变形控制装置控制单纯依靠第一转向驱动来保持车辆平衡，并第一行进驱动或第二行进驱动来驱动车辆行进。在此过程中，车轮朝向继续转动，在切换至自行车直行形态，即第一车轮和第二车轮的车轮朝向转动至自行车形态的车轮朝向后，继续以第一转向驱动保持平衡，由此在自平衡的状态下完成从两轮平衡车形态到自行车直行形态的切换。

当第一车辆形态为自行车形态时，在达到过渡车辆形态之后，车辆变形控制装置控制以第一行进驱动保持平衡，直至车辆切换至两轮平衡车形态，即第一车轮和第二车轮的车轮朝向转动至两轮平衡车形态的车轮朝向时，车辆变形控制装置启动第二行进驱动，以第一行进驱动和第二行进驱动保持平衡，由此在自平衡的状态下完成从自行车形态到两轮平衡车形态的切换。值得注意的是，步骤S204、S206与S208并行执行。

上述车辆变形控制方法，当触发了车辆变形指令时，通过分别驱动第一车轮和第二车轮从第一车辆形态的车轮朝向朝第二车辆形态的车轮朝向进行转动，可以将车辆从当前的外观形态变形至另一种外观形态；在外观形态切换过程中，通过第一车轮单轮可以保持车辆平衡，从而可以在无需用户人工干预的情况下实现车辆形态的平稳切换。由于不同形态的车辆适用于不同的路况，从而可在多种车辆形态之间自由切换的车辆可以自适应更多复杂的行驶场景。

在一个实施例中，当车辆处于第一车辆形态时，车辆的乘车辅件处于第一形态；上述车辆变形控制方法还包括：响应于车辆变形指令，驱动车辆的乘车辅件从第一形态朝第二形态变化；其中，第一形态的乘车辅件匹配第一车辆形态时的乘车姿态；第二形态的乘车辅件匹配第二车辆形态时的乘车姿态。

其中，乘车辅件是指为了提高驾驶人驾驶车辆的便利度和舒适度而设置在车辆上的器件，如扶手装置、车座等。乘车辅件可以具有不同的形态，至少包括第一形态和第二形态。在本申请提供的实施例中，乘车辅件的第一形态可以是与第一车辆形态相适应的外观形态，乘车辅件的第二形态可以是与第二车辆形态相适应的外观形态。乘车辅件的形态自适应车辆形态的变化而变化。比如，当车辆从第一车辆形态切换至第二车辆形态时，对应的乘车辅件从第一形态切换至第二形态。

基于不同形态的乘车辅件，驾驶人可形成不同的乘车姿态。也就是说，在不同车辆形态下驾驶人在车辆上具有不同的乘车姿态。乘车姿态是指驾驶人在驾驶车辆时的人脸朝向、手臂伸展状态、躯干直立或端坐等形体姿势。

具体地，当车辆处于第一车辆形态时，车辆变形控制装置根据车辆变形指令驱动车辆的乘车辅件从与第一车辆形态时的乘车姿态相适应的第一形态切换至与第二车辆形态时的乘车姿态相适应的第二形态。当车辆处于第二车辆形态时，车辆变形控制装置根据车辆变形指令驱动车辆的乘车辅件从与第二车辆形态的乘车姿态相适应的第二形态切换至与第一车辆形态时的乘车姿态相适应的第一形态。

在一个实施例中，车辆还可以包括其他跟随车辆形态变化而改变外观形态的乘车辅件，如对称设置在第二车轮两侧的两个平衡车轮、对称设置在车架两侧的踏板等。当车辆处于两轮平衡车形态时，平衡车轮抬高脱离地面，并朝靠近第一车轮的方向聚拢，即处于收纳状态；踏板朝靠近车架的方向聚拢，即也处于收纳状态。当车辆处于自行车形态时，平衡车轮朝背向第二车轮的方向展开，并降低靠近地面，即处于使能状态；踏板朝背向车架的方向展开，即也处于使能状态。当车辆处于第一车辆形态时，车辆变形控制装置根据车辆变形指令驱动平衡车轮及踏板从收纳状态切换至使能状态。当车辆处于第二车辆形态时，车辆变形控制装置根据车辆变形指令驱动平衡车轮及踏板从使能状态切换至收纳状态。

在一个实施例中，车辆还可以包括其他无需根据车辆形态变化而改变外观形态的乘车辅件，如设置在车架上的备用车轮、备用电源、喇叭、遮阳伞等。

本实施例中，在车辆上设置乘车辅件，并控制乘车辅件的形态自适应车辆形态的变化而变化，使乘车辅件能够满足用户在不同车辆形态时的乘车姿态需求，从使车辆在车轮朝向、乘车辅件全方位贴近实际应用场景，进一步拓宽了车辆适用场景。

在一个实施例中，当乘车辅件包括车座时，车座的形态包括：车座相对于车辆的相对朝向以及车座相对于车辆的相对空间位置。

其中，参考图4a，图4a示出了一个实施例中设有乘车辅件且乘车辅件处于第一形态时车辆的结构图。如图4a所示，当乘车辅件包括车座时，车座402通过车座驱动404设置在车架406上。车座驱动404具体可以是凸轮电机等。车座402位于第一车轮408和第二车轮410之间。车辆变形控制装置通过车座驱动404可以调节车座402相对车架406的旋转角度。如图4a所示，在两轮平衡车形态下，车座402可以位于第一车轮408和第二车轮410的中间位置。

参考图4b，图4b示出了一个实施例中设有乘车辅件且乘车辅件处于第二形态时车辆的结构图。如图4b所示，在自行车形态下，车座可以位于靠近第一车轮408的位置。如图4a和4b所示，车辆还包括设置在支架上的滑动装置412。滑动装置412具体可以蜗轮蜗杆机构等。车座402可以在滑动装置412上滑动。车辆变形控制装置通过滑动装置412可以调节车座402在第一车轮408和第二车轮410之间的相对位置。具体滑动距离可以是预设值，也可以是根据驾驶人身高、骑行喜好等动态生成的距离值。

为了描述方便，将两轮平衡车形态下，第一形态的车座的轴线方向视作是与车架所在平面垂直的方向，第二形态的车座的轴线方向视作是与车架所在平面平行的方向。

具体地，当第一车辆形态为两轮平衡车形态，即车辆从两轮平衡车形态切换至自行车形态时，车座相对于车辆的相对朝向从当前轴线方向与车架所在平面垂直的朝向转动至与车架所在平面平行的目标朝向，车座相对车辆的相对空间位置从当前位置向靠近第一车轮的方向滑动。当第一车辆形态为自行车形态，即车辆从自行车形态切换至两轮平衡车形态时，车座相对车辆的相对朝向从车座轴线方向与车架所在平面平行的当前朝向转动至车架所在平面垂直的目标朝向，车座相对车辆的相对空间位置从当前位置向靠近第一车轮的方向滑动。

本实施例中，在车辆上设置车座，并控制车座相对车辆的朝向和相对空间位置自适应车辆形态的变化而变化，使车座能够满足用户在不同车辆形态时的乘车姿态需求，从使车辆在车轮朝向、车座朝向和位置全方位贴近实际应用场景，进一步拓宽了车辆适用场景。

在一个实施例中，当乘车辅件包括扶手装置时，扶手装置的形态包括扶手使能状态和扶手收纳状态。

其中，如图4a和4b所示，扶手装置414包括扶手4142、伸缩装置4144和扶手驱动4146。伸缩装置4144具体可以是四连杆机构等。车辆变形控制装置通过扶手驱动4146驱动伸缩装置4144进行伸缩，伸缩装置4144带动扶手4142在扶手使能状态和扶手收纳状态之间切换。如图4a所示，在两轮平衡车形态下，扶手处于第一形态，即扶手收纳状态。如图4b所示，在自行车形态下，扶手处于第二形态，即扶手使能状态。扶手使能状态是指扶手可供驾驶人操控的状态，也可以称为展开状态。基于展开的扶手，驾驶人可以控制第一车轮的车轮朝向。扶手收纳状态是指扶手不受驾驶人操控的状态，也可以称为收起状态。

具体地，当第一车辆形态为两轮平衡车形态，即车辆从两轮平衡车形态切换至自行车形态时，车辆变形控制装置通过扶手驱动来驱动伸缩装置朝第二车轮的方向拉伸，使伸缩装置带动扶手从扶手收纳状态切换至扶手使能状态。当第一车辆形态为自行车形态，即车辆从自行车形态切换至两轮平衡车形态时，车辆变形控制装置通过扶手驱动来驱动伸缩装置朝第一车轮的方向回缩，使伸缩装置带动扶手从扶手使能状态切换至扶手收纳状态。

本实施例中，在车辆上设置扶手装置，并控制扶手的形态自适应车辆形态的变化而变化，使扶手能够满足用户在不同车辆形态时的乘车姿态需求，从使车辆在车轮朝向、扶手形态全方位贴近实际应用场景，进一步拓宽了车辆适用场景。

在一个实施例中，第一车辆形态为以第一车轮和第二车轮的行进驱动保持平衡的形态，第二车辆形态为以第一车轮的转向驱动保持平衡的形态。

其中，如上文所述，根据保持平衡的策略和车辆外观形态的不同，可以将车辆形态细分为两轮平衡车形态、自行车转弯形态和自行车直行形态。两轮平衡车形态以第一车轮和第二车轮的行进驱动保持平衡，自行车形态以第一车轮的转向驱动保持平衡。在本实施例中，第一车辆形态为两轮平衡车形态。

在另一个实施例中，第一车辆形态为以第一车轮的转向驱动保持平衡的形态，第二车辆形态为以第二车轮和第一车轮的行进驱动保持平衡的形态。即，第一车辆形态为自行车直行形态，第二车辆形态为两轮平衡车形态。

第二车辆形态为自行车直行形态。在车辆形态切换过程中，车辆还存在单轮平衡车形态。上文所述的过渡车辆形态是从单轮平衡车形态切换至自行车转弯形态的临界时间点所处的车辆形态。换言之，单轮平衡车形态是车辆从两轮平衡车形态切换至过渡车辆形态的中间时段所处的车辆形态，自行车转弯形态是车辆从自行车直行形态切换至过渡车辆形态的中间时段所处的车辆形态。

在单轮平衡车形态，车辆以第一行进驱动保持平衡。在自行车转弯形态，车辆以第一转向驱动保持平衡。值得注意的是，处于单轮平衡车形态的车辆与处于自行车转弯形态的车辆在某些时刻的车轮朝向等外观形态可能是相同的，但保持平衡的策略不同。

在一个实施例中，在车轮朝向的转动过程中，以第一车轮的单轮平衡保持车辆平衡包括：关闭第二车轮的行进驱动；在将第一车轮和第二车轮从第一车辆形态的车轮朝向朝过渡车辆形态的车轮朝向转动时，以第一车轮的行进驱动保持车辆平衡；其中，过渡车辆形态为介于以第一车轮的行进驱动保持平衡的形态和以第一车轮的转向驱动保持平衡的形态之间的临界形态。

其中，行进驱动和转向驱动的工作状态分别包括关闭状态、驱动状态和保持状态。关闭状态是指掉电不工作的状态。在关闭状态下，行进驱动与转向驱动不会对车轮产生驱动力但可以允许驾驶人通过外力改变车轮转速。驱动状态是指能够对车轮施加驱动力从而改变车轮转速的状态。在驱动状态下，车轮的转速可以是预设的转速值，如50RPM(Revolutions Per minute，转/秒)，也可以是根据实时路况或者驾驶人的驾驶习惯等动态确定的转速值。保持状态是指保持车轮转速为0RPM的状态。在保持状态下，行进驱动与转向驱动通过对车轮施加驱动力或者制动力来抑制车轮转速改变。换言之，在保持状态，驾驶人无法通过外力改变车轮转速。

参考图5a，图5a示出了一个实施例中车辆从两轮平衡车形态切换至自行车直行形态过程的示意图。如图5a所示，当车辆需要从两轮平衡车形态切换至自行车直行形态时，车辆依次从两轮平衡车形态、单轮平衡车形态、过渡车辆形态、自行车转弯形态切换至自行车直行形态。

需要说明的是，图中采用“带有双向箭头的直线段”代表处于驱动状态的行进驱动，采用“带有双向箭头的曲线段”代表处于驱动状态的转向驱动。可以理解，当一个车轮上既标识有直线段，又标识有曲线段时，代表用于控制该车轮的行进驱动和转向驱动均处于驱动状态。当一个车辆上未标识有直线段和曲线段时，代表用于控制该车轮的行进驱动处于关闭状态，转向驱动处于保持状态。直线段和曲线段旁边标识的文本字段表征相应行进驱动或转向驱动的作用。比如，直线段旁的“平衡+驱动”字段表征相应行进驱动既用于驱动车辆行进，又用于控制车辆保持平衡。再比如，曲线段旁的“平衡”字段表征相应转向驱动用于保持车辆平衡，但不用于驱动车辆行进。

具体地，车辆变形控制装置通过调整行进驱动和转向驱动的工作状态，来控制车辆在不同车辆形态之间自由切换，并保证切换过程车辆的自平衡。在两轮平衡车形态下，第一行进驱动与第二行进驱动均处于驱动状态，第一转向驱动与第二转向驱动均处于保持状态。

当第一车辆形态为两轮平衡车形态时，车辆变形控制装置根据车辆变形指令控制第一行进驱动减小对第一车轮的驱动力，控制第二行进驱动减小对第二车轮的驱动力，以控制车辆减速。车辆变相控制单元监控车速是否减小到阈值。阈值是预先设置的用于判定车辆能够从双轮两轮平衡车形态切换至单轮平衡车形态的最大车速值，如5RPM、0RPM等。

待第一车轮和第二车轮的转速，即车辆的车速减小到阈值时，车辆变形控制指令控制关闭第二行进驱动，驱动第一转向驱动将第一车轮转动至与过渡车辆形态的车轮朝向，驱动第二转向驱动将第二车轮转动至与过渡车辆形态的车轮朝向，从而将车辆从两轮平衡车形态切换至单轮平衡车形态。阈值是预先设置的用于判定车辆能够从双轮两轮平衡车形态切换至单轮平衡车形态的最大车速值。也就是说，在单轮平衡车形态下，第一行进驱动处于驱动状态，第二行进驱动处于关闭状态，第一转向驱动与第二转向驱动均处于驱动状态。在单轮平衡车形态下，车辆依靠第一行进驱动响应自平衡信号，第一行进驱动带动第一车轮前进或后退，来保持车辆平衡。

需要说明的是，在将车辆从双轮两轮平衡车形态切换至单轮平衡车形态时，车辆变形控制单元将第二行进驱动关闭，而非将第二行进驱动从驱动状态切换至保持状态，关闭状态下允许驾驶人通过人为施加外力而改变车速，相比保持状态更加安全。

本实施例中，通过调整第一行进驱动、第一转向驱动、第二行进驱动和第二转向驱动四个自由度的工作参数，可以保证车辆在车辆形态切换过程中的自平衡。

在一个实施例中，在以第一车轮保持车辆平衡时，驱动车辆行进以变形为第二车辆形态包括：在将第一车轮和第二车轮从过渡车辆形态的车轮朝向朝第二车辆形态的车轮朝向转动时，通过驱动第一车轮来驱动车辆行进；在车辆行进过程中，以第一车轮的转向驱动保持平衡，以变形至第二车辆形态。

具体地，在将车辆从双轮两轮平衡车形态切换至单轮平衡车形态，且单轮平衡车形态达到过渡车辆形态时，车辆变相控制单元根据车辆变形指令控制第二转向驱动从驱动状态切换至保持状态，从而将车辆从单轮平衡车形态切换至自行车转弯形态。也就是说，在自行车转弯形态下，第一行进驱动处于驱动状态，第二行进驱动处于关闭状态，第一转向驱动处于驱动状态，第二转向驱动处于保持状态。在自行车转弯形态下，车辆依靠第一转向驱动响应自平衡信号，第一转向驱动带动第一车轮左右摆动，来保持车辆平衡。此时，第一行进驱动产生作用于第一车轮的驱动力，带动车辆前进。

在一个实施例中，车辆变相控制单元也可以通过控制关闭第一行进驱动，启动第二行进驱动，并将第二转向驱动从驱动状态切换至保持状态，来将车辆从单轮平衡车形态切换至自行车转弯形态。也就是说，在自行车转弯形态下，第一行进驱动处于关闭状态，第二行进驱动处于驱动状态，第一转向驱动处于驱动状态，第二转向驱动处于保持状态。此时，第二行进驱动产生作用于第二车轮的驱动力，带动车辆前进。

在切换至自行车转弯状态后，车辆变形控制装置控制第一转向驱动将第一车轮继续朝自行车直行形态的车轮朝向转动，直至切换至自行车直行形态。在此过程中，车辆依然依靠第一转向驱动保持车辆平衡。也就是说，自行车直行形态与自行车转弯形态下，行进驱动和转向驱动的工作状态均相同，只是第一行进驱动具体地工作参数不同。在将车辆切换至自行车转弯形态，且自行车转弯形态尚停留在过渡车辆形态时，第一转向驱动响应自平衡信号控制第一车轮在较小角度区间(如[50°，55°])内摆动，以保持车辆平衡。而在车辆从过渡车辆形态切换至自行车直行形态时，第一转向驱动按照预设的较大角度范围(如[40°，140°])控制第一车轮摆动，来保持车辆平衡。

本实施例中，通过调整第一行进驱动、第一转向驱动、第二行进驱动和第二转向驱动四个自由度的工作参数，可以控制车辆从以第一车轮和第二车轮的行进驱动保持平衡的第一车辆形态切换至以第一车轮的转向驱动保持平衡的第二车辆形态，并保证切换过程车辆的自平衡。这种控制逻辑简单准确，有助于提高车辆变形效率。

在一个实施例中，在车轮朝向的转动过程中，以第一车轮的单轮平衡保持车辆平衡包括：在将第一车轮和第二车轮从第一车辆形态的车轮朝向朝过渡车辆形态的车轮朝向转动时，通过驱动第一车轮来驱动车辆行进；在车辆行进过程中，以第一车轮的转向驱动保持车辆平衡；其中，过渡车辆形态为介于以第一车轮的转向驱动保持平衡的形态和以第一车轮的行进驱动保持平衡的形态之间的临界形态。

参考图5b，图5b示出了一个实施例中车辆从自行车直行形态切换至两轮平衡车形态过程的示意图。如图5b所示，当车辆需要从自行车直行形态切换至两轮平衡车形态时，车辆依次从自行车直行形态、自行车转弯形态、过渡车辆形态、单轮平衡车形态切换至两轮平衡车形态。

具体地，车辆变形控制装置通过调整行进驱动和转向驱动的工作状态，来控制车辆在不同车辆形态之间自由切换，并保证切换过程车辆的自平衡。在自行车直行形态下，第一行进驱动处于关闭状态，第二行进驱动处于驱动状态，第一转向驱动处于驱动状态，第二转向驱动处于保持状态。

当第一车辆形态为自行车直行形态时，车辆变形控制装置根据车辆变形指令保持行进驱动和转向驱动的工作状态不变，只需控制第一转向驱动将第一车轮和第二车轮朝过渡车辆形态的车辆朝向转动，即可将车辆切换至自行车转弯形态。也就是说，自行车转弯形态与自行车直行形态下，行进驱动和转向驱动的工作状态均相同，只是第一行进驱动具体地工作参数不同。在将车辆从自行车直行形态切换至过渡车辆形态的过程中，车辆通过第一行进驱动按照预设的较大角度范围控制第一车轮转动，来保持车辆平衡。在将车辆切换至自行车转弯形态，且自行车转弯形态尚停留在过渡车辆形态时，车辆通过第一行进驱动响应自平衡信号控制第一车轮在较小角度区间内转动，以保持车辆平衡。

本实施例中，通过调整第一行进驱动、第一转向驱动、第二行进驱动和第二转向驱动四个自由度的工作参数，可以保证车辆在车辆形态切换过程中的自平衡。

在一个实施例中，在以第一车轮保持车辆平衡时，驱动车辆行进以变形为第二车辆形态包括：在将第一车轮和第二车轮从过渡车辆形态的车轮朝向朝第二车辆形态的车轮朝向转动时，启动第二车轮的行进驱动；通过驱动第一车轮和第二车轮来驱动车辆行进；在车辆行进过程中，以第一车轮的行进驱动保持平衡，以变形至第二车辆形态。

具体地，当车辆达到过渡车辆形态时，车辆变形控制装置控制第一行进驱动减小对第一车轮的驱动力，以控制车辆减速。车辆变相控制单元监控车速是否减小到阈值。待车辆的车速减小到阈值时，车辆变相控制单元驱动第一转向驱动将第一车轮转动至与双轮两轮平衡车形态的车轮朝向，并将第二转向驱动从保持状态切换至驱动状态，进而可以驱动第二转向驱动将第二车轮也转动至与双轮两轮平衡车形态的车轮朝向，由此将车辆从单轮平衡车形态切换至双轮两轮平衡车形态。

在单轮平衡车形态下，第一行进驱动处于驱动状态，进而通过控制第一车轮和第二车轮继续朝双轮两轮平衡车形态的车轮朝向转动，第二行进驱动处于关闭状态，第一转向驱动与第二转向驱动均处于驱动状态。在单轮平衡车形态下，车辆依靠第一行进驱动响应自平衡信号，第一行进驱动带动第一车轮前进或后退，来保持车辆平衡。

待车辆切换至双轮两轮平衡车形态后，车辆变形控制装置控制启动第二行进驱动，并将第一转向驱动和第二转向驱动分别从驱动状态切换至保持状态。在双轮两轮平衡车形态下，车辆依靠第一行进驱动和第二行进驱动共同相应自平衡信号，第一行进驱动根据自平衡信号带动第一车轮前进，第二行进驱动根据自平衡信号带动第二车轮前进，来保持车辆平衡。

本实施例中，通过调整第一行进驱动、第一转向驱动、第二行进驱动和第二转向驱动四个自由度的工作参数，可以控制车辆从以第一车轮的转向驱动保持平衡的第一车辆形态切换至以第二车轮和第一车轮的行进驱动保持平衡的第二车辆形态，并保证切换过程车辆的自平衡。这种控制逻辑简单准确，有助于提高车辆变形效率。

在一个具体的实施例中，能够执行本申请提供的车辆变形控制方法的车辆具有多种不同形态车辆的功能，至少具有电动自行车的功能以及两轮平衡车功能，共有六个自由度(degree of freedom,df)。自由度是指计算某一统计量时，取值不受限制的变量个数，在本实施例中自由度是指用于控制车辆保持某种车辆形态或在不同车辆形态之间切换的变量个数。其中，两个自由度由轮毂电机控制车轮转速来实现，两个自由度由转向电机控制车轮朝向来实现，一个自由度由扶手电机控制扶手形态来实现，一个自由度由车座电机控制车座形态来实现。该车辆的整机控制器(即车辆变形控制装置)通过EtherCAT(Ether-Control Automation Technology，以太网控制自动化技术)总线实现六轴联动，保证了运动的同步性。

以图4a或4b所示的车辆实施本申请提供的车辆变形控制方法为例，具体实施步骤如下：参考图5c，图5c示出了一个实施例中车辆在第一车辆形态与第二车辆形态之间循环切换的过程示意图。如图5c所示，根据车辆行驶状态不同，单轮平衡车形态可以进一步区分为单轮平衡车静止形态和单轮平衡车机动形态。单轮平衡车静止形态是指车辆从两轮平衡车形态切换至中间车辆形态的过程中车辆所处的形态。中间车辆形态是指第一车轮所在平面与车架所在平面垂直，第二车轮所在平面与车架所在平面平行的形态。单轮平衡车机动形态是指车辆从中间车辆形态切换至过渡车辆形态的过程中车辆所处的形态。单轮平衡车静止形态和单轮平衡车机动形态下，车辆均以第一行进驱动保持平衡。

如图5c所示，若第一车辆形态为两轮平衡车形态时，车辆在第一车辆形态与第二车辆形态之间循环切换的过程如下：两轮平衡车形态(1)→单轮平衡车静止形态(2)→单轮平衡车机动形态(3)→自行车转弯形态(4)→自行车直行形态(5)→自行车转弯形态(6)→单轮平衡车形态(7)→两轮平衡车形态(1)。

(1)车辆处于两轮平衡车形态。

如下表1所示，在该形态车辆中第一轮毂电机和第二轮毂电机均处于驱动状态，第一轮毂电机和第二轮毂电机分别响应来自陀螺仪传感器的自平衡信号，控制车辆平衡与行进。第一转向电机、第二转向电机、扶手电机和车座电机均处于保持状态。

在该形态，车辆根据陀螺仪传感信号确定当前的车体姿态，根据车体姿态调整平衡车中轮毂电机的转速，实现车辆启动、前行、后退、转向、加速、减速、或原地平衡。

表1

自由度	工作状态	自由度	工作状态	自由度	工作状态
						第一轮毂电机	驱动	第一转向电机	保持	扶手电机	保持
第二轮毂电机	驱动	第二转向电机	保持	车座电机	保持

(2)车辆从两轮平衡形态切换至中间车辆形态，处于单轮平衡车静止形态。

当用户触发车辆变形指令时，控制减速至静止，在静止状态下启动第二转向电机，第二转向电机控制第二车轮转动90度，第一车轮与第二车轮由平行状态过渡为垂直状态。

如下表2所示，在该形态车辆的第二轮毂电机处于关闭状态，第二转向电机处于驱动状态。在此过程中，第一轮毂电机仍处于驱动状态，以响应来自陀螺仪传感器的自平衡信号实现车身平衡。

表2

自由度	工作状态	自由度	工作状态	自由度	工作状态
						第一轮毂电机	驱动	第一转向电机	保持	扶手电机	保持
第二轮毂电机	关闭	第二转向电机	驱动	车座电机	保持

(3)车辆从中间平衡形态切换至过渡车辆形态，处于单轮平衡车机动形态。

如下表3所示，在该形态车辆启动第一转向电机，通过第一转向电机控制第一车轮朝过渡车辆形态的车轮朝向转动，第二转向电机处于保持状态，使第二车轮保持在与车架所在平面平行的朝向上。两轮电机轴线呈锐角，此时变形车始终处于静止平衡状态。

在此过程中，具有一定转向角的第一车轮根据陀螺仪传感器的自平衡信号在第一轮毂电机的驱动下小幅度范围内前后移动，以保持车身平衡。

表3

自由度	工作状态	自由度	工作状态	自由度	工作状态
						第一轮毂电机	驱动	第一转向电机	驱动	扶手电机	保持
第二轮毂电机	关闭	第二转向电机	保持	车座电机	保持

此时，车辆不再保持静止平衡，而是处于机动平衡状态，即在转弯前进的过程中保持平衡。车辆在第一车轮的带动下处于机动状态。车辆转弯前进的速度以及方向可以是预先设定的。

值得强调的是，车辆形态的实际切换过程中，由于基于自平衡算法的第一轮毂电机的转动与第二转向电机的转动可以同时进行，不影响车辆自平衡，因而车辆从两轮平衡形态切换至中间车辆形态与车辆从中间平衡形态切换至过渡车辆形态的过程是可以同时进行的，也就是说，无需等待第二车轮完全转动至与车架垂直的方向后第一车轮才开始转动，而是在接收车辆变形指令并减速至静止后第一车轮与第二车轮同时开始转动。因而，单轮平衡车静止形态与单轮平衡车机动形态并行存在。

(4)车辆从过渡车辆形态切换至自行车直行形态，处于自行车转弯形态。

如下表4所示，在该形态车辆启动扶手电机将扶手从收纳状态切换至使能状态，启动车座电机将设于车架上位于第一车轮和第二车轮之间的车座向靠近第一车轮的方向移动。轮毂电机和转向电机的工作状态相对单轮平衡车机动形态可保持不变。

表4

自由度	工作状态	自由度	工作状态	自由度	工作状态
						第一轮毂电机	驱动	第一转向电机	驱动	扶手电机	驱动
第二轮毂电机	关闭	第二转向电机	保持	车座电机	驱动

在此过程中，车辆逐渐由单轮平衡车形态过渡为自行车转弯形态。在单轮平衡车形态，车辆的机动及平衡均主要靠第一车轮的运动实现。在过渡为自行车转弯形态时，车辆的机动仍主要靠第一车轮的运动实现，而车辆的平衡则主要靠第一车轮的转向实现。该平衡方式由平衡车模式的平衡转换为自行车转弯状态的平衡，由于单轮平衡车与转弯状态的自行车在在自主构型上是相同的，因而可以进行车辆形态的平稳过渡。

(5)车辆处于自行车直行形态。

如下表5所示，在该形态车辆在完成扶手和车座的形态调整后将扶手电机和车座电机切换至保持状态。轮毂电机和转向电机的工作状态相对自行车转弯形态可保持不变。

表5

车辆逐步修正第一车轮的车轮朝向至与车架所在平面共面。在自行车直行形态，车辆可以利用脚轮效应平衡，但与传统自行车不同的是，车辆依靠第一轮毂电机实现机动控制，依靠第一转向电机实现转向控制以及平衡控制。

(6)车辆从自行车直行形态切换至过渡车辆形态，处于自行车转弯形态。

当再次触发车辆变形指令时，车辆启动扶手电机将扶手从失能状态切换至收纳状态，启动车座电机将车座从靠近第一车轮的位置移回第一车轮和第二车轮之间的位置。同时，车辆通过第一转向电机控制第一车轮朝过渡车辆形态的车轮朝向转动。在此过程中，第一轮毂电机使车辆处于机动状态；第一转向电机运动使车辆保持平衡。该形态下车辆6个自由度的工作状态可以参考上表4。

(7)车辆从过渡车辆形态切换至两轮平衡车形态，处于单轮平衡车形态。

当车辆达到过渡车辆形态时，车辆逐渐改变自平衡策略。在自行车转弯形态时，车辆的机动主要靠第一车轮的运动实现，车辆的平衡主要靠第一车轮的转向实现。而在单轮平衡车形态，车辆的机动及平衡均主要靠第一车轮的运动实现。车辆在此过程中为步骤(4)的逆向过程。最终，车辆由自行车转弯形态顺利过渡为单轮平衡车形态。该形态下车辆6个自由度的工作状态可以参考上表3和表2。

在进入单轮平衡车形态后，控制车辆减速，待车速减小至阈值时，车辆通过第一转向电机控制第一车轮继续朝双轮两轮平衡车形态的车轮朝向转动，并启动第二转向电机将第二车轮也朝双轮两轮平衡车形态的车轮朝向转动，逐渐由单轮平衡车形态过渡为两轮平衡车形态。

本实施例提供一种针对车辆在两轮平衡车形态和自行车直行形态之间相互切换的控制方法，通过控制多个自由度的参数，使得车辆在变形过程中保持平衡稳定。该控制方法在提高车辆自主性的同时，将不同形态车辆的优势结合到一起，并且回避了单一形态下的运动缺点，其可以在不受外力的情况下自主的实现平衡控制。其平衡控制策略不受制于在形态切换时的动力学特性的改变，可以拓展车辆的活动范围，也增加了车辆的科技感。

如图6所示，在一个具体的实施例中，车辆变形控制方法包括：

S602，当车辆处于第一车辆形态时，获取车辆变形指令；当车辆处于第一车辆形态时，车辆的乘车辅件处于第一形态。

S604，响应于车辆变形指令，分别驱动第一车轮和第二车轮朝第二车辆形态的车轮朝向进行转动；第一车辆形态为以第一车轮和第二车轮的行进驱动保持平衡的形态，第二车辆形态为以第一车轮的转向驱动保持平衡的形态。

S606，驱动车辆的乘车辅件从第一形态朝第二形态变化；其中，第一形态的乘车辅件匹配第一车辆形态时的乘车姿态；第二形态的乘车辅件匹配第二车辆形态时的乘车姿态；当乘车辅件包括车座时，车座的形态包括：车座相对于车辆的相对朝向以及车座相对于车辆的相对空间位置；当乘车辅件包括扶手装置时，扶手装置的形态包括扶手使能状态和扶手收纳状态。

S608，在车轮朝向的转动过程中，关闭第二车轮的行进驱动。

S610，在将第一车轮和第二车轮从第一车辆形态的车轮朝向朝过渡车辆形态的车轮朝向转动时，以第一车轮的行进驱动保持车辆平衡；其中，过渡车辆形态为介于以第一车轮的行进驱动保持平衡的形态和以第一车轮的转向驱动保持平衡的形态之间的临界形态。

S612，在将第一车轮和第二车轮从过渡车辆形态的车轮朝向朝第二车辆形态的车轮朝向转动时，通过驱动第一车轮来驱动车辆行进。

S614，在车辆行进过程中，以第一车轮的转向驱动保持平衡，以变形至第二车辆形态。

上述车辆变形控制方法，当触发了车辆变形指令时，通过调整第一行进驱动、第一转向驱动、第二行进驱动和第二转向驱动四个自由度的工作参数，可以分别驱动第一车轮和第二车轮从第一车辆形态的车轮朝向朝第二车辆形态的车轮朝向进行转动，从而可以在无需用户人工干预的情况下，将车辆从以第一车轮和第二车轮的行进驱动保持平衡的第一车辆形态切换至以第一车轮的转向驱动保持平衡的第二车辆形态并保证切换过程车辆的自平衡，进而使车辆可以从狭窄平坦的行驶场景顺利过渡到宽阔崎岖的形式场景。同时，通过控制乘车辅件的形态自适应车辆形态的变化而变化，使车辆在车轮朝向、乘车辅件全方位贴近实际应用场景，进一步拓宽了车辆适用场景。

如图7所示，在另一个具体的实施例中，车辆变形控制方法包括：

S702，当车辆处于第一车辆形态时，获取车辆变形指令；当车辆处于第一车辆形态时，车辆的乘车辅件处于第一形态。

S704，响应于车辆变形指令，分别驱动第一车轮和第二车轮朝第二车辆形态的车轮朝向进行转动；第一车辆形态为以第一车轮的转向驱动保持平衡的形态，第二车辆形态为以第二车轮和第一车轮的行进驱动保持平衡的形态。

S706，驱动车辆的乘车辅件从第一形态朝第二形态变化；其中，第一形态的乘车辅件匹配第一车辆形态时的乘车姿态；第二形态的乘车辅件匹配第二车辆形态时的乘车姿态；当乘车辅件包括车座时，车座的形态包括：车座相对于车辆的相对朝向以及车座相对于车辆的相对空间位置；当乘车辅件包括扶手装置时，扶手装置的形态包括扶手使能状态和扶手收纳状态。

S708，在车轮朝向的转动过程中，关闭第二车轮的行进驱动。

S710，在将第一车轮和第二车轮从第一车辆形态的车轮朝向朝过渡车辆形态的车轮朝向转动时，通过驱动第一车轮来驱动车辆行进。

S712，在车辆行进过程中，以第一车轮的转向驱动保持车辆平衡；其中，过渡车辆形态为介于以第一车轮的转向驱动保持平衡的形态和以第一车轮的行进驱动保持平衡的形态之间的临界形态。

S714，在将第一车轮和第二车轮从过渡车辆形态的车轮朝向朝第二车辆形态的车轮朝向转动时，启动第二车轮的行进驱动。

S716，通过驱动第一车轮和第二车轮来驱动车辆行进。

S718，在车辆行进过程中，以第一车轮的行进驱动保持平衡，以变形至第二车辆形态。

上述车辆变形控制方法，当触发了车辆变形指令时，通过调整第一行进驱动、第一转向驱动、第二行进驱动和第二转向驱动四个自由度的工作参数，可以分别驱动第一车轮和第二车轮从第一车辆形态的车轮朝向朝第二车辆形态的车轮朝向进行转动，从而可以在无需用户人工干预的情况下，将车辆从以第一车轮的转向驱动保持平衡的第一车辆形态切换至以第二车轮和第一车轮的行进驱动保持平衡的第二车辆形态并保证切换过程车辆的自平衡，进而使车辆可以从宽阔崎岖的行驶场景顺利过渡到狭窄平坦的形式场景。同时，通过控制乘车辅件的形态自适应车辆形态的变化而变化，使车辆在车轮朝向、乘车辅件全方位贴近实际应用场景，进一步拓宽了车辆适用场景。

图2、6和7为一个实施例中车辆变形控制方法的流程示意图。应该理解的是，虽然图2、6和7的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，图2、6和7中的至少一部分步骤可以包括多个子步骤或者多个阶段，这些子步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些子步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤的子步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。

在一个实施例中，如图8所示，提供了一种可变形车辆800，包括车辆变形控制装置802(图中未示)、第一车轮装置804、第二车轮装置806、扶手装置808和车座装置810。

其中，第一车轮装置804包括第一车轮8042、第一行进驱动8044和第一转向驱动8046。第一行进驱动8044具体可以是第一轮毂电机，第一转向驱动8046具体可以是第一转向电机。第一行进驱动8044和第一转向驱动8046分别与车辆变形控制装置802电性连接。车辆变形控制装置802通过第一轮毂电机驱动

第一车轮8042行进，通过第一转向电机驱动第一车轮8042转向。

第二车轮装置806包括第二车轮8062、第二行进驱动8064和第二转向驱动8066。第二行进驱动8064具体可以是第二轮毂电机，第二转向驱动8066具体可以是第二转向电机。第二行进驱动8064和第二转向驱动8066分别与车辆变形控制装置802电性连接。车辆变形控制装置802通过第二轮毂电机驱动第二车轮8062行进，通过第二转向电机驱动第二车轮8062转向。

可变形车辆800还包括陀螺仪传感器(图中未示)。陀螺仪传感器用于感应可变形车辆800的车体姿态，并根据车体姿态生成自平衡信号。车辆变形控制装置802控制第一行进驱动8044、第一转向驱动8046、第二行进驱动8064和第二转向驱动8066中的至少一个响应自平衡信号，来保持车辆平衡。

扶手装置808包括扶手8082、扶手驱动8084、伸缩装置8086和滑动装置8088。扶手驱动8084具体可以是蜗轮蜗杆机构等。伸缩装置8086具体可以是四连杆机构等。滑动装置8088具体可以是齿轮齿条等。扶手驱动8084与车辆变形控制装置802电性连接。车辆变形控制装置802控制扶手驱动8084产生作用于伸缩装置8086的驱动力，伸缩装置8086在驱动力作用下上下伸展，带动扶手8082来回地伸缩，从而在扶手使能状态和扶手收纳状态之间切换。

车辆变形控制装置802控制扶手驱动8084产生作用于伸缩装置8086的驱动力，在驱动力的作用下伸缩装置8086中的中间转盘进行转动，中间转盘进行转动可以实现扶手8082的角度控制。同时，扶手驱动8084带动滑动装置8088进行滑动，滑动装置8088的滑动一方面可以实现第二车轮8062与第一车轮8042之间相对空间距离的调节，另一方面可以实现扶手8082的支架相对可变形车辆800重力轴线的倾斜角度的调节。

车座装置810包括车座8102和车座驱动8104。车座驱动8104具体可以是凸轮机构等。车座驱动8104与车辆变形控制装置802电性连接。车辆变形控制装置802控制车座驱动8104产生作用于车座8102的驱动力，将直线运动变为转动，实现车座8102的90°旋转。

当可变形车辆800从两轮平衡车形态变形为自行车直行形态时，扶手8082通过伸缩装置8086展开，第一车轮8042和第二车轮8062分别通过第一转向驱动8046和第二转向驱动8066进行90°转向后实现共面，扶手驱动8084带动伸缩装置8086来增大扶手8082的支架相对车辆重力轴线之间倾斜角度，第二车轮8062通过扶手驱动8084传动滑动装置8088来拉伸与第一车轮8042的相对距离，车座8102通过滑动装置8088传动，通过车座驱动8104顺时针转动90°。

当可变形车辆800从自行车直行形态变形为两轮平衡车形态时，扶手8082通过伸缩装置8086缩回，第一车轮8042和第二车轮8062分别通过第一转向驱动8046和第二转向驱动8066进行90°转向实现所在平面平行，扶手驱动8084带动伸缩装置8086来减小扶手8082的支架相对车辆重力轴线之间倾斜角度，第二车轮8062通过扶手驱动8084传动滑动装置8088来缩回与第一车轮8042的相对距离，车座8102通过滑动装置8088传动，通过车座驱动8104逆时针转动90°。

传统的可变形车辆进行变形的方式主要是手动调整车轮朝向，借助于机械卡位装置完成固定，扶手和车座均无法实现变形。相比传统的只能手动实现变形，且只是单纯的车轮转向的车辆变形方式，本实施例提供的可变形车辆，扶手能够实现自动升降，车座能够实现自动旋转居中，具备有效的载人作用，能够兼备自行车和平衡车的优点，自动实现变形任务。

需要说明且值得注意的是，本申请所提供的任何一种可变形车辆的外观结构设计，均只是基于更加准确形象的对本申请提供的车辆变形控制方法进行描述的需求，而提供的一些示例，并不构成对车辆结构的限定。本领域技术人员可以根据需求采用能够执行本申请提供的车辆变形控制方法的任意其他结构的车辆。

在一个实施例中，如图9所示，提供了一种车辆变形控制装置802，该装置包括变形指令获取模块8022、车轮朝向转动模块8024和车辆自平衡模块8026，其中：

变形指令获取模块8022，用于当车辆处于第一车辆形态时，获取车辆变形指令。

车轮朝向转动模块8024，用于响应于车辆变形指令，分别驱动第二车轮和第一车轮朝第二车辆形态的车轮朝向进行转动。

车辆自平衡模块8026，用于在车轮朝向的转动过程中，以第一车轮的单轮平衡保持车辆平衡；以第一车轮保持车辆平衡时，驱动车辆行进以变形为第二车辆形态。

在一个实施例中，当车辆处于第一车辆形态时，车辆的乘车辅件处于第一形态。如图10所示，车辆变形控制装置802还包括乘车辅件控制模块8028，用于响应于车辆变形指令，驱动车辆的乘车辅件从第一形态朝第二形态变化；其中，第一形态的乘车辅件匹配第一车辆形态时的乘车姿态；第二形态的乘车辅件匹配第二车辆形态时的乘车姿态。

在一个实施例中，当乘车辅件包括车座时，车座的形态包括：车座相对于车辆的相对朝向以及车座相对于车辆的相对空间位置。

在一个实施例中，当乘车辅件包括扶手装置时，扶手装置的形态包括扶手使能状态和扶手收纳状态。

在一个实施例中，第一车辆形态为以第一车轮和第二车轮的行进驱动保持平衡的形态，第二车辆形态为以第一车轮的转向驱动保持平衡的形态。车辆自平衡模块8026还用于关闭第二车轮的行进驱动；在将第一车轮和第二车轮从第一车辆形态的车轮朝向朝过渡车辆形态的车轮朝向转动时，以第一车轮的行进驱动保持车辆平衡；其中，过渡车辆形态为介于以第一车轮的行进驱动保持平衡的形态和以第一车轮的转向驱动保持平衡的形态之间的临界形态。

在一个实施例中，车辆自平衡模块8026还用于在将第一车轮和第二车轮从过渡车辆形态的车轮朝向朝第二车辆形态的车轮朝向转动时，通过驱动第一车轮来驱动车辆行进；在车辆行进过程中，以第一车轮的转向驱动保持平衡，以变形至第二车辆形态。

在一个实施例中，当车辆处于第一车辆形态时，第一车轮所在平面和第二车轮所在平面平行；当车辆处于第二车辆形态且沿直线行进时，第一车轮和第二车轮处于相同平面。

在一个实施例中，第一车辆形态为以第一车轮的转向驱动保持平衡的形态，第二车辆形态为以第一车轮和第二车轮的行进驱动保持平衡的形态。车辆自平衡模块8026还用于在将第一车轮和第二车轮从第一车辆形态的车轮朝向朝过渡车辆形态的车轮朝向转动时，通过驱动第一车轮来驱动车辆行进；在车辆行进过程中，以第一车轮的转向驱动保持车辆平衡；其中，过渡车辆形态为介于以第一车轮的转向驱动保持平衡的形态和以第一车轮的行进驱动保持平衡的形态之间的临界形态。

在一个实施例中，车辆自平衡模块8026还用于在将第一车轮和第二车轮从过渡车辆形态的车轮朝向朝第二车辆形态的车轮朝向转动时，启动第二车轮的行进驱动；通过驱动第一车轮和第二车轮来驱动车辆行进；在车辆行进过程中，以第一车轮的行进驱动保持平衡，以变形至第二车辆形态。

上述车辆变形控制装置，当触发了车辆变形指令时，通过分别驱动第一车轮和第二车轮从第一车辆形态的车轮朝向朝第二车辆形态的车轮朝向进行转动，可以将车辆从当前的外观形态变形至另一种外观形态；在外观形态切换过程中，通过第一车轮单轮可以保持车辆平衡，从而可以在无需用户人工干预的情况下实现车辆形态的平稳切换。由于不同形态的车辆适用于不同的路况，从而可在多种车辆形态之间自由切换的车辆可以自适应更多复杂的行驶场景。

图11示出了一个实施例中计算机设备的内部结构图。该计算机设备具体可以是图1中的车辆变形控制车装置110。如图11所示，该计算机设备包括该计算机设备包括通过系统总线连接的处理器、存储器和网络接口。其中，存储器包括非易失性存储介质和内存储器。该计算机设备的非易失性存储介质存储有操作系统，还可存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时，可使得处理器实现车辆变形控制方法。该内存储器中也可储存有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时，可使得处理器执行车辆变形控制方法。

本领域技术人员可以理解，图11中示出的结构，仅仅是与本申请方案相关的部分结构的框图，并不构成对本申请方案所应用于其上的计算机设备的限定，具体的计算机设备可以包括比图中所示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者具有不同的部件布置。

在一个实施例中，本申请提供的车辆变形控制装置可以实现为一种计算机程序的形式，计算机程序可在如图11所示的计算机设备上运行。计算机设备的存储器中可存储组成该车辆变形控制装置的各个程序模块，比如，图9所示的变形指令获取模块、车轮朝向转动模块和车辆自平衡模块。各个程序模块构成的计算机程序使得处理器执行本说明书中描述的本申请各个实施例的车辆变形控制方法中的步骤。

例如，图11所示的计算机设备可以通过如图9所示的车辆变形控制装置中的变形指令获取模块执行步骤S202。计算机设备可通过车轮朝向转动模块执行步骤S204。计算机设备可通过车辆自平衡模块执行步骤S206和S208。

在一个实施例中，提供了一种计算机设备，包括存储器和处理器，存储器存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时，使得处理器执行上述车辆变形控制方法的步骤。此处车辆变形控制方法的步骤可以是上述各个实施例的车辆变形控制方法中的步骤。

在一个实施例中，提供了一种计算机可读存储介质，存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时，使得处理器执行上述车辆变形控制方法的步骤。此处车辆变形控制方法的步骤可以是上述各个实施例的车辆变形控制方法中的步骤。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，的程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和/或易失性存储器。非易失性存储器可包括只读存储器(ROM)、可编程ROM(PROM)、电可编程ROM(EPROM)、电可擦除可编程ROM(EEPROM)或闪存。易失性存储器可包括随机存取存储器(RAM)或者外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，RAM以多种形式可得，诸如静态RAM(SRAM)、动态RAM(DRAM)、同步DRAM(SDRAM)、双数据率SDRAM(DDRSDRAM)、增强型SDRAM(ESDRAM)、同步链路(Synchlink)DRAM(SLDRAM)、存储器总线(Rambus)直接RAM(RDRAM)、直接存储器总线动态RAM(DRDRAM)、以及存储器总线动态RAM(RDRAM)等。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。