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飞思卡尔摄像头寻迹的两轮自平衡小车的设计与实现

更新时间:2019-05-06 23:10:33 大小:11M 上传用户:sun2152查看TA发布的资源 标签:摄像头寻迹小车飞思卡尔 下载积分:1分 评价赚积分 (如何评价?) 打赏 收藏 评论(1) 举报

资料介绍

本文设计了一种基于视觉导航的两轮自平衡小车系统,并实现了小车的直立行走,自主寻迹和定位三大功能。系统采用飞思卡尔十六位微处理器MC9S12XS128作为核心控制单元,通过增加各种传感器,设计稳压模块、最小系统模块、双轮测速模块、倾角测量模块、电机驱动模块和人机交互模块并编写相应程序以完成平衡控制,速度控制,转向控制和实时定位四大任务。

本设计通过对倒立摆进行动力学建模,类比得到小车平衡的条件,利用陀螺仪和加速度计获得车体的倾角和角速度,并进行卡尔曼滤波。对倾角进行PD控制实现小车的基本直立。通过光电编码器分别得到车子的线速度和转向角速度,对速度进行Pl控制。将转速控制信号与平衡控制信号叠加加载到后轮两电机上,实现小车的静止和直立行走。用摄像头获得道路图像信息,进行图像预处理,提取出赛道中心线,获得车子的方向偏差控制量。通过对方向控制量和转向角速度进行PD控制来调节左右两轮的差速实现小车的转向和自主寻迹。建立里程计模型和IMu模型,对系统进行简单定位。最后对系统的误差进行分析与修正本设计开发了基于MFC的非口调试上位机对系统进行实时调试,实践证明,该两轮自平衡车具有很好的静态平衡性能和动态性能,能够在原地4cm范围以内保持静止,并能在道路上自主寻迹,流畅转弯。且该系统能有效抵抗外部扰动。


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