一种基于无人自行车的切换PID控制方法、系统及仿真方法与流程

一种基于无人自行车的切换pid控制方法、系统及仿真方法
技术领域
1.本发明涉及无人驾驶技术领域，具体而言，尤其涉及一种基于无人自行车的切换pid控制方法、系统及仿真方法。


背景技术：

2.无人自行车作为一种无人驾驶的双轮智能交通工具，具有运动灵活、能源利用率高、绿色环保等特点，使得其在安保巡逻、躲避交通拥堵等领域具有独特的优势和应用前景引起众多学者的广泛关注。由于自行车两点接地，其接地点移动轨迹构成的多边形比四轮车小的多，两轮车被认为更合适在一个有许多障碍的地区行动。
3.常规自行车的车把和后轮是有直接驱动的，而车身侧向只有驾驶者通过调整自身姿态产生较为有限的间接驱动，在重力环境下，自行车侧向是不稳定的，极易倾倒。自行车稳定性的研究吸引了许多物理学家、力学家乃至数学家参与讨论。1897年，法兰西科学院还为此特别设立了一个奖项。于2011年发表于science杂志的一项研究则表明，自行车能保持稳定的原因至今都还没有完全清楚。研究指出自行车的稳定可能是陀螺效应、脚轮效应和车体重量分布等因素的微妙耦合的结果保持自行车侧向倾斜角的稳定性就是自行车的平衡控制问题。显然无人自行车的平衡控制是其直线运动、圆周运动及转弯等其他运动的前提。尽管人们并不清楚自行车侧向稳定的奥秘，但几乎所以人都能掌握让自行车平衡形式的技能。然而利用自动控制技术实现自行车的平衡控制却并不如想象上那么简单。自行车机器人的欠驱动和耦合特性会引起非最小相位特性，即不稳定零动态，反映了系统内部动态的发散。另外，自行车的某些结构参数，如重量分布、各构件的重心位置，不便于准确测量，因此依赖于准确模型的先验控制方法往往不能达到预期的效果。
4.现有的自行车平衡控制策略如下：
5.一种是通过增加机械配重调节器，其思想来源于人的驾驶经验，有经验的驾驶者通常可以手脱离车把，仅靠调整自身重心位置来保持自行车的平衡。机械配重调节器正是模拟驾驶者调整自身态来改变人车整体重心的位置实现自行车不倒。机械配重调节器的使用突出了整车重心对车体平衡的贡献，弱化了自行车动力学耦合对平衡的贡献。因为具有机械配重调节装置，这种结构的无人自行车控制系统会比较笨重，动力学特性也更为复杂。
6.另一种是通过飞轮增稳，利用飞轮的陀螺效应保持自行车平衡。这种策略使自行车系统侧向变得自稳定，即使没有行进速度，自行车也可以平衡不倒。但该策略需要引入高速飞轮，对自行车的能源系统(通常用蓄电池)要求较高。


技术实现要素：

7.根据上述提出的技术问题，本发明提供一种基于无人自行车的切换pid控制方法、系统及仿真方法。本发明主要利用两个pid控制器的切换来实现无人自行车的平衡，其中一个pid控制器的控制目标是使无人自行车车体的倾斜角的变化率为零，另一个pid控制器的控制目标是使车体倾斜角恢复为零。由于两个控制器都是工程上常用的pid控制器，因此本
算法具有较强的工程可行性。
8.本发明采用的技术手段如下：
9.一种基于无人自行车的切换pid控制方法，包括：
10.构建无人自行车的动力学模型，获取无人自行车车体的倾斜角和倾斜角速度；
11.对获取的倾斜角和倾斜角速度数据进行处理，生成相应的控制指令；
12.基于对应的控制指令，使车体倾斜角速度为零；
13.基于对应的控制指令，使车体倾斜角恢复为零，实现平衡姿态。
14.进一步地，所述构建无人自行车的动力学模型，获取无人自行车车体的倾斜角和倾斜角速度，具体包括：
15.采用无人自行车的前轮摆角产生的扭转力矩来维持受到扰动后自行车车体的平衡；
16.构建无人自行车前轮的动能表达式，如下：
[0017][0018]
上式中，mq表示自行车前轮质量，vq表示前轮质心随车把转动轴线转动的速度，j1表示车把转动带动前轮旋转的转动惯量，α表示车把向车体倾倒的方向转动角度，j2表示车体倾斜使前轮侧向倾倒的转动惯量，β表示车体受到扰动后偏离铅直方向的角度，j3表示前轮向前滚动的转动惯量，rq表示前轮半径，v0表示前轮绕质心向前滚动的前进速度；
[0019]
基于第2类拉格朗日方程：
[0020][0021]
上式中，l＝t-v，m为施加力矩，使车把相对车体产生相应的转角；
[0022]
令无人自行车的状态变量为x1＝α，x2＝α，x3＝β，x4＝β，控制量u＝m，则可得无人自行车的动力学模型如下：
[0023]
[0024]
输出方程：y＝β＝x3。
[0025]
进一步地，所述对获取的倾斜角和倾斜角速度数据进行处理，生成相应的控制指令，具体包括：
[0026]
采用滤波算法，对获取的倾斜角和倾斜角速度数据进行处理，生成相应的控制指令。
[0027]
进一步地，所述基于对应的控制指令，使车体倾斜角速度为零，具体包括：
[0028]
根据倾斜角速度调整车把转角，使车体倾斜角速度为零。
[0029]
进一步地，所述基于对应的控制指令，使车体倾斜角恢复为零，实现平衡姿态，具体包括：
[0030]
根据倾斜角反向转动车把，使车体倾斜角恢复为零，实现平衡姿态。
[0031]
本发明还提供了一种基于上述无人自行车的切换pid控制方法的控制系统，包括：传感器、控制器、第一执行单元以及第二执行单元；其中：
[0032]
所述传感器，用于获取无人自行车车体的倾斜角和倾斜角速度；
[0033]
所述控制器，采用滤波算法，对获取的倾斜角和倾斜角速度数据进行处理，生成相应的控制指令；
[0034]
所述第一执行单元，基于对应的控制指令，根据倾斜角速度调整车把转角，使车体倾斜角速度为零；
[0035]
所述第二执行单元，基于对应的控制指令，根据倾斜角反向转动车把，使车体倾斜角恢复为零，实现平衡姿态。
[0036]
本发明还提供了一种基于上述控制系统的仿真方法，包括：
[0037]
s1、给无人自行车的动力学模型施加脉冲激励，获得自行车本体的开环的脉冲响应；
[0038]
s2、整定第一执行单元的参数，使第一执行单元对车体倾斜角速度的调节具有好的快速性；
[0039]
s3、整定第二执行单元的参数，使第二执行单元对车体倾斜角的调节具有小的超调量；
[0040]
s4、利用典型信号验证控制器的切换功能；
[0041]
s5、对闭环系统施加脉冲扰动，获得控制系统的闭环响应。
[0042]
较现有技术相比，本发明具有以下优点：
[0043]
1、本发明提供的基于无人自行车的切换pid控制方法，可以有效地实现无人自行车的平衡控制。
[0044]
2、本发明提供的基于无人自行车的切换pid控制方法，具有较强的工程可实现性。
[0045]
3、本发明提供的基于无人自行车的切换pid控制方法，能够通过改进控制器的切换规则，提高无人自行车控制系统的快速性。
[0046]
基于上述理由本发明可在无人驾驶等领域广泛推广。
附图说明
[0047]
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做以简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发
明的一些实施例，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。
[0048]
图1为本发明实施例提供的自行车结构示意图。
[0049]
图2为本发明实施例提供的控制器切换模式控制执行单元示意图。
[0050]
图3为本发明实施例提供的仿真模型。
[0051]
图4为本发明实施例提供的自行车样机simulink模型的开环脉冲响应曲线。
[0052]
图5为本发明实施例提供的样机仿真模型的切换pid控制闭环响应曲线。
[0053]
图6为本发明实施例提供的控制器的实际切换过程。
[0054]
图7为本发明实施例提供的切换pid控制器的工作过程。
[0055]
图8本发明实施例提供的样机直线行走实验结果。
具体实施方式
[0056]
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
[0057]
需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
[0058]
本发明提供了一种基于无人自行车的切换pid控制方法，包括：
[0059]
构建无人自行车的动力学模型，获取无人自行车车体的倾斜角和倾斜角速度；
[0060]
对获取的倾斜角和倾斜角速度数据进行处理，生成相应的控制指令；
[0061]
基于对应的控制指令，使车体倾斜角速度为零；
[0062]
基于对应的控制指令，使车体倾斜角恢复为零，实现平衡姿态。
[0063]
如图1所示，无人自行车车体由车架、车把、前轮和后轮4个部分组成。自行车平衡时以匀速v0前进，在此过程中受到扰动，使车体倾斜，偏离平衡位置，用前轮摆角产生的扭转力矩来维持受到扰动后自行车车体的平衡，将此视为单输入单输出系统。无人自行车的前轮的动能表达式由4部分组成：第一部分为车把转动带动前轮旋转的转动动能，其中前轮质心随车把转动轴线转动的速度为sα，转动惯量为j1；第二部分为车体倾斜使前轮侧向倾倒的转动动能，前轮质心绕前轮着地点的侧向旋转的速度为rqβ，转动惯量为j2；第三部分为前轮向前滚动的转动动能，前轮绕质心向前滚动的前进速度大小为v0，方向垂直于速度sα与速度rqβ组成的平面，转动惯量为j3；第四部分为前轮质心前进的动能，前轮质心前进速度为vq。
[0064]
具体实施时，作为本发明优选的实施方式，所述构建无人自行车的动力学模型，获
取无人自行车车体的倾斜角和倾斜角速度，具体包括：
[0065]
采用无人自行车的前轮摆角产生的扭转力矩来维持受到扰动后自行车车体的平衡；
[0066]
构建无人自行车前轮的动能表达式，如下：
[0067][0068]
上式中，mq表示自行车前轮质量，vq表示前轮质心随车把转动轴线转动的速度，j1表示车把转动带动前轮旋转的转动惯量，α表示车把向车体倾倒的方向转动角度，j2表示车体倾斜使前轮侧向倾倒的转动惯量，β表示车体受到扰动后偏离铅直方向的角度，j3表示前轮向前滚动的转动惯量，rq表示前轮半径，v0表示前轮绕质心向前滚动的前进速度；
[0069]
基于第2类拉格朗日方程：
[0070][0071]
上式中，l＝t-v，m为施加力矩，使车把相对车体产生相应的转角；
[0072]
令无人自行车的状态变量为x1＝α，x2＝α，x3＝β，x4＝β，控制量u＝m，则可得无人自行车的动力学模型如下：
[0073][0074]
输出方程：y＝β＝x3。
[0075]
具体实施时，作为本发明优选的实施方式，在本实施例中，采用滤波算法，对获取的倾斜角和倾斜角速度数据进行处理，生成相应的控制指令。
[0076]
具体实施时，作为本发明优选的实施方式，所述基于对应的控制指令，使车体倾斜角速度为零，具体包括：
[0077]
根据倾斜角速度调整车把转角，使车体倾斜角速度为零。
[0078]
具体实施时，作为本发明优选的实施方式，所述基于对应的控制指令，使车体倾斜角恢复为零，实现平衡姿态，具体包括：
[0079]
根据倾斜角反向转动车把，使车体倾斜角恢复为零，实现平衡姿态。
[0080]
本发明还提供了一种基于上述无人自行车的切换pid控制方法的控制系统，在闭环控制系统中，无人自行车的输出是车体倾斜角度，即自行车车架相对于铅锤面的瞬时角度。来自倾角传感器(如陀螺仪传感器)的数据传输给微控制器。接收到的数据通过滤波算法进行处理，以获得精确的倾斜角度和倾斜角速度。这些数据被输入到控制器中，以便控制器处理、计算和生成相应的控制指令，以通过执行机构(如舵机)控制车把转角，实现平衡姿态。具体的，包括：传感器、控制器、第一执行单元以及第二执行单元；其中：
[0081]
所述传感器，用于获取无人自行车车体的倾斜角和倾斜角速度；
[0082]
所述控制器，采用滤波算法，对获取的倾斜角和倾斜角速度数据进行处理，生成相应的控制指令；
[0083]
所述第一执行单元，基于对应的控制指令，根据倾斜角速度调整车把转角，使车体倾斜角速度为零；
[0084]
所述第二执行单元，基于对应的控制指令，根据倾斜角反向转动车把，使车体倾斜角恢复为零，实现平衡姿态。
[0085]
在本实施例中，自行车的非完整约束和不稳定特性使得动力学特性较为复杂。因此尽管几乎任何人都能学会驾驶自行车，但用自动控制系统来实现这项任务却是具有挑战性的。驾驶自行车是一项需要通过练习来获得的技能。为了安全，最初都是先采用低速练习行驶，低速行驶时倾覆的不稳定性要求骑车人必须学会稳定车身。在较高的速度下，自行车可以自行稳定，这减轻了骑车人平衡车身的负担。经验丰富的人可以用自行车实现极为复杂的动作。因此可以考虑从人类驾驶自行车的经验出发，提炼出可用的控制算法。根据人的驾驶经验，当车体倾倒时，人总是先将车把向车体倾倒的一侧轻微转动，待倾斜角倾倒速度基本不变后，再反向转动车把，使车体回到平衡位置。在这个过程中，人实际上使用了两种控制策略，将整个过程分成两个阶段。第1个阶段的控制目标，是使车体倾斜角速度为零，所用的控制策略是根据倾斜角速度调整车把转角。第2阶段的控制目标是，使车体倾斜角为零，使用的控制策略是根据倾斜角反向转动车把。因此，本发明设计一种切换pid控制器，即设计两个pid控制器，并通过两个pid控制器的切换，实现无人自行车的稳定控制。为便于工程实现，考虑用pid来控制无人自行车的平衡。
[0086]
pid1控制器的控制目标是第一执行单元，使倾斜角的变化率为零。当车体受到扰动发生倾斜时，自行车车体偏离平衡位置，倾斜角不为零，倾斜角速度瞬时增大，超出系统预设限制。根据经验，应先将车把向车体倾倒的一侧轻微转动，这样倾斜角速度会减小。pid1控制器根据倾斜角速度的变化指令车把执行机构动作，直到倾斜角速度接近零，此时车体倾斜角基本保持不变，可以考虑切换到pid2控制器，以使车体恢复到平衡位置。因为pid控制器具有将输入信号调节到零的特点，因此pid1控制器的输入就是自行车车体的倾斜角速度。由于车体倾斜角速度的大小对自行车平衡控制有较大的影响，应尽快使其接近零。因此pid1控制器的快速性较为重要，在整定pid1控制器的参数时，应更加关注其k
p
参数的调整。pid2控制器的控制目标是第二执行单元，以使自行车恢复平衡姿态，即令自行车车体的倾斜角恢复为零。在pid1控制器的基础上，通过第二执行单元将自行车车把向车体倾斜方向的反方向转动，所产生的耦合力矩将使车体向平衡姿态运动。因此pid2控制器就是根据车体倾斜角调节车把使车体倾斜角恢复为零。在pid2控制器调节的过程中，由于第二
执行单元的动作，会使倾斜角速度超出预设限制。此时可以切换到pid1控制器，将车体倾斜角速度调节为零。另一方面，在pid2控制器调节的过程中，通常存在超调，即会使车体向另一侧倾斜，这相当于对系统的扰动，控制器的切换过程将和上述论述类似。当pid2控制器的超调较小时，通过两控制器的切换，可以最终使车体倾斜角和倾斜角速度都恢复到零，实现系统的平衡。因此在整定pid2控制器的参数时，应更加关注闭环系统的超调量。pid1控制器和pid2控制器的切换过程如图2所示。
[0087]
本发明还提供了一种基于上述控制系统的仿真方法，包括：
[0088]
s1、给无人自行车的动力学模型施加脉冲激励，获得自行车本体的开环的脉冲响应；
[0089]
s2、整定第一执行单元的参数，使第一执行单元对车体倾斜角速度的调节具有好的快速性；
[0090]
s3、整定第二执行单元的参数，使第二执行单元对车体倾斜角的调节具有小的超调量；
[0091]
s4、利用典型信号验证控制器的切换功能；
[0092]
s5、对闭环系统施加脉冲扰动，获得控制系统的闭环响应。
[0093]
在本实施例中，利用matlab/simulink软件搭建的无人自行车的切换pid平衡控制系统如图3所示。图3中，plant模块实现自行车本体的动力学模型，其输入为施加于车把的力矩，输出为自行车车体的倾斜角度。pid1和pid2模块分别实现pid1控制器和pid2控制器，pid1模块的输入为车体倾斜角速度，pid2模块的输入为车体倾斜角。switch模块根据车体倾斜角和倾斜角速度实现pid1控制器和pid2控制器的切换。
[0094]
为更好地指导样机实验，对样机参数进行测量，测量的样机参数。
[0095]
根据样机参数建立simulink仿真模型。先验证模型的开环特性，从仿真时间的0时刻开始，给自行车本体施加一幅值为0.01持续时间为1s的脉冲激励，得自行车本体的开环的脉冲响应如图4所示。由图4可见，在脉冲激励作用下，自行车车体的倾斜角和倾斜角速度的绝对值迅速增加，1s后即出现了明显的发散。可知在无平衡控制的条件下，自行车在受到扰动后，车体倾角是发散的，这与自行车侧向不稳定这一事实是一致的。自行车侧向发散速度很快，给其平衡控制带来挑战。
[0096]
利用本发明设计的切换pid控制后，自行车平衡控制闭环系统的响应如图5所示。其中pid1控制器的参数整定为k
p
为－135，ki为－642，kd为－0.001；pid2控制器的参数整定为k
p
为－530，ki为0.001，kd为－120。
[0097]
仿真结果如图5所示，仿真中的扰动是一个持续时间为0到1s的单位脉冲。由图5可见，在1s时倾斜角速度发生跳变。在控制器的调节下，倾斜角速度被迅速抑制，始终被控制在较小的范围内。在pid1控制器和pid2控制器的共同下，经历大约4s的调节过程，自行车的车体倾斜角以及变化率都逐渐趋近稳定。pid1控制器和pid2控制器的实际切换过程如图6所示。图6中当输出为1时，表示pid1工作，当输出为2时，表示pid2工作。由图6可知，随着自行车车体倾斜角和倾斜角速度的变化，pid1控制器和pid2控制器进行了多次切换。在大约2.5s后，车体倾斜角速度被有效的控制在预设限制内，此后由pid2控制器接管系统，实现自行车的姿态平衡。为了更直观详细地分析两控制器的切换过程，将系统闭环响应曲线和控制器切换曲线合成图7所示。
[0098]
如图7所示，在初始时刻倾斜角和倾斜角速度都为零，此时控制器pid2工作。在脉冲干扰的作用下，倾斜角速度逐渐向负方向增大，直至其绝对值超限(限制为0.001)激活控制器pid1。在控制器pid1的控制下，倾斜角速度逐渐减小到零(约0.4s)，在这个过程中倾斜角逐渐向负向增大。根据切换规则，此时控制器pid2开始工作，试图将车身倾斜角控制到零。在pid2的控制下，倾斜角速度逐渐向正向增大，在这个过程中，车身倾斜角开始减小。至约0.6s时，倾斜角速度绝对值超限，切换至控制器pid1。在pid1的控制下，倾斜角速度逐渐减小，同时倾斜角负向减小。直到1s脉冲干扰消失，倾斜角速度发生跳变，正方向突增，倾斜角也正向增大，在pid1的控制下，倾斜角速度迅速减小，倾斜角增速变缓。至1.4s时，控制器pid2工作，使倾斜角减小，倾斜角速度向负方向增大，直至超限，控制器pid1工作，倾斜角速度和倾斜角都逐渐减小，至3.5s时，系统恢复到平衡状态。仿真结果表明干扰消失后，在切换pid的控制下，干扰消失后，只需约2.5s的时间系统即可稳定。
[0099]
为大致确定自行车平衡控制系统对传感器性能的需求，在样机仿真模型中模拟传感器的分辨率、精度、带宽等特性。以本控制系统中最重要的倾斜角传感器为例。在simulink仿真模型中，对倾斜角的反馈值施加一个阶梯函数，来模拟传感器的分辨率特性。仿真结果提示，分辨率达不到1
°
时，很难调出一组可用的控制器参数。在倾斜角的反馈值上加随机扰动，来模拟传感器的精度特性。仿真结果提示，当精度(相对误差)不足15％时，同样难以调出一组可用的控制器参数。通过在倾斜角反馈上加一个低通滤波器来模拟传感器的带宽，仿真发现传感器带宽低于20hz时，系统无法稳定。另外，通过设置simulink求解器的步长可知，控制间隔大于0.02s系统不稳定。因此在选用传感器和编程实现本文切换pid控制算法时，应当充分满足上述传感器性能要求和控制器工作时间间隔的限制。
[0100]
为检验本发明方法的有效性，将本发明所提切换pid控制策略用于实验样机。样机的车把由连接在前叉上的伺服舵机驱动，主控芯片为stm32微控制器，样机的运动参数(车身倾斜角、倾斜角速度等)通过无线数据传输模块传送给状态监控计算机。车身倾斜角及角速度由陀螺仪模块检测。
[0101]
由于样机几何、质量参数测量误差的原因，样机仿真模型与实际样机并不完全一致，因此在将控制器用于实际样机时还需对控制器参数进行调整。将仿真中获得的控制器参数用于样机，由无线数据传输模块传回的系统响应曲线和控制器输出曲线表明，在自行车体倾斜过程中，车把的转动较角度较小，即控制器的控制力度不够，稍大的扰动会使车身倾覆。因此增大了两个控制器k
p
参数的绝对值。对于pid1控制器，由于比例环节增大，控制器时常会输出过大的指令。调试发现是积分环节的输出较大造成的，为此减小了pid1控制器的ki参数。类似的，减小了pid2控制器的kd参数。通过反复调试，获得了一组较为满意的控制器参数为:pid1控制器的参数整定为k
p
为－200，ki为－430，kd为0；pid2控制器的参数整定为k
p
为－600，ki为0.001，kd为－70。在该控制器下，实测响应曲线如图8所示。
[0102]
在实验过程中由于环境、执行机构等因素的影响，与仿真环境相比，自行车在平衡状态附近震荡的幅度稍大。在约12s时，给自行车侧向施加一个微小扰动。由图8可知，扰动使得自行车倾斜角急剧变化，这一点在倾斜角速度曲线中尤为明显。干扰消失后，在切换pid控制器的作用下，自行车恢复稳态。相图直观地反映出了这一过程，起初系统稳定在平衡状态(原点)附近，施加的外部干扰使系统明显背离平衡状态，干扰消失后，系统又恢复到平衡位置。
[0103]
在本技术所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的技术内容，可通过其它的方式实现。其中，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如所述单元的划分，可以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信连接可以是通过一些接口，单元或模块的间接耦合或通信连接，可以是电性或其它的形式。
[0104]
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。
[0105]
另外，在本发明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。
[0106]
所述集成的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，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可为个人计算机、服务器或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、只读存储器(rom，read-only memory)、随机存取存储器(ram，random access memory)、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
[0107]
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，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，或者对其中部分或者全部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发明各实施例技术方案的范围。