[发明专利]一种基于串级PID的直立两轮电磁循迹车

说明书

本发明公开了一种基于串级PID的直立两轮电磁循迹车，包括车体，还包括设置在车体上的供电模块、微控制模块、电感模块、姿态传感器、通讯模块、驱动模块以及编码器测速模块，供电模块、电感模块、姿态传感器、通讯模块、驱动模块以及编码器测速模块分别与微控制模块电连接，其中，供电模块为微控制模块提供电源，电感模块用于判断赛道当前信息，并通过运算放大器模块与微控制模块电连接，姿态传感器用实时采集当前车体运动姿态并反馈给微控制模块，通讯模块用于与远程后台通讯，驱动模块用于驱动车体运动，编码器测速模块用于根据姿态传感器反馈的信号实时控制驱动模块的运动；优点是抗干扰性强，控制较为灵活，行驶路径要求得到降低。

技术领域

本发明涉及一种循迹车，尤其涉及一种基于串级PID的直立两轮电磁循迹车。

背景技术

随着经济技术的发展，自动控制技术广泛用于工业、农业、军事、科学研究、交通运输、商业、医疗、服务和家庭等方面。采用自动控制技术不仅可以把人从繁重的体力劳动、部分脑力劳动以及恶劣、危险的工作环境中解放出来，而且能扩展人的器官功能，极大地提高劳动生产率，增强人类认识世界和改造世界的能力。

而智能车技术集精密机械、电子信息、计算机、自动控制及人工智能等多学科的最新研究成果，也有越来越多的人开始研究这个领域。直立两轮智能车作为轮式移动机器人的一种，具有结构简单，运动控制简单、灵活的特点，能够方便的实现前进、后退，灵活的改变现在的运动方向，并能在狭隘的空间中实现快速的自由移动和绕自身几何中心的零半径转弯等特点，特别适用于工作环境变化大、任务环境变化大、任务复杂的场合，使其在解决社会和工业的很多挑战中具有很大的潜力。

但是直立两轮智能车采用的是红外对射反射式光电传感器，其主要工作于具有白底黑线的跑道上，根据黑白颜色的反射系数不同，实现特定颜色路线循迹，这种小车存在强光干扰、暗光等条件下无法使用，循迹线路的铺设色差及线宽要求较高等缺点。

发明内容

为了解决上述现有技术中存在的不足，本发明提供一种基于串级PID的直立两轮电磁循迹车，其抗干扰性强，控制较为灵活，行驶路径要求得到降低。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种基于串级PID的直立两轮电磁循迹车，包括车体，还包括设置在所述车体上的供电模块、微控制模块、电感模块、姿态传感器、通讯模块、驱动模块以及编码器测速模块，所述供电模块、所述电感模块、所述姿态传感器、所述通讯模块、所述驱动模块以及所述编码器测速模块分别与所述微控制模块电连接，其中，所述供电模块为所述微控制模块提供电源，所述电感模块用于判断赛道当前信息，并通过运算放大器模块与所述微控制模块电连接，所述姿态传感器用实时采集当前车体运动姿态并反馈给所述微控制模块，所述通讯模块用于与远程后台通讯，所述驱动模块用于驱动所述车体运动，所述编码器测速模块用于根据所述姿态传感器反馈的信号实时控制所述驱动模块的运动。

所述微控制模块为型号是MM32F3277G9P的单片机，所述姿态传感器集成了陀螺仪和加速度计，其型号为ICM20602，所述通讯模块为蓝牙模块或无线网络传输模块。该结构中，姿态传感器采用ICM20602，集成了陀螺仪和加速度计，测量精度比传统的MPU要好，噪声比MPU的要小，同时ICM20602使用硬件SPI通信，通信速度快，使后续的数据处理高效，通讯模块首选采用无线网络传输模块。

还包括用于拍摄赛道当前路况的摄像模块，所述摄像模块采用总钻风数字摄像头，其与微控制模块电连接。该结构中，摄像模块用于拍摄赛道两旁的边缘线，并实时发送给微控制模块，以防止车体偏离赛道，摄像模块采用总钻风数字摄像头，其采用全局快门的形式，通过整幅图片在同一时间曝光实现的，传感器的所有像素点同时收集光线，同时曝光，当预设的曝光时间到了，传感器停止收集光线，并将曝光图像转成电子图像，适合拍摄快速运动的物体。同时，该款摄像模块还具有驱动配置芯片、可调FPS、自动曝光等优势。