[发明专利]一种视觉导航自平衡车及平衡方法在审
| 申请号： | 201910910988.8 | 申请日： | 2019-09-25 |
| 公开（公告）号： | CN110554706A | 公开（公告）日： | 2019-12-10 |
| 发明（设计）人： | 崔渊;秦金玉;戴霞娟;高倩;薛波;俞洋;黄成;陶为戈 | 申请（专利权）人： | 江苏理工学院 |
| 主分类号： | G05D1/08 | 分类号： | G05D1/08;G05D1/02;G01C11/02 |
| 代理公司： | 32231 常州佰业腾飞专利代理事务所(普通合伙) | 代理人： | 滕诣迪 |
| 地址： | 213001 江*** | 国省代码： | 江苏;32 |
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| 摘要： | 本发明公开了一种视觉导航自平衡车及平衡方法，包括STM32单片机，以及与之连接的用于姿态检测的传感器、编码器、摄像头、蓝牙、直流电机以及OLED；蓝牙用于STM32单片机与移动设备通信；STM32单片机包括的控制模块有姿态控制模块、速度控制模块、路径控制模块。本发明创新点在于采用了独特的视觉导航算法，受环境影响较小，抗干扰能力强，在不同环境情况下也能够很好的进行自主行驶。 | ||
| 搜索关键词： | 蓝牙 路径控制模块 视觉导航算法 速度控制模块 移动设备通信 姿态控制模块 抗干扰能力 摄像头 环境影响 控制模块 视觉导航 直流电机 姿态检测 自平衡车 编码器 传感器 行驶 平衡 | ||
【主权项】：
1.一种视觉导航自平衡车，其特征在于：/n包括STM32单片机，以及与之连接的用于姿态检测的传感器、编码器、摄像头、蓝牙、直流电机以及OLED；蓝牙用于STM32单片机与移动设备通信；/nSTM32单片机包括的控制模块有姿态控制模块、速度控制模块、路径控制模块：/n姿态控制模块，由STM32单片机读取传感器的加速度和角速度数据，利用卡尔曼滤波法进行融合，获得平衡车倾角，再经过姿态PID控制器得到姿态控制输出的PWM信号的占空比数值；/n速度控制模块，由STM32单片机周期性地对编码器A、B向脉冲进行正交解码，计算得到平衡车的速度值；将速度PID控制器和姿态PID控制器串联在一起，组成速度-姿态串级PID控制器；速度PID控制器输出要达到当前速度需要的倾角值，作为姿态PID控制器的期望值，通过控制平衡车的倾角间接实现控制速度；/n路径控制模块，由STM32单片机通过DMA方式采集OV7670摄像头的图像，对其进行高斯滤波、二值化处理，去除噪声干扰和冗余信息，得到只有黑、白两种颜色的二值化图像；之后扫描图像，得到图像中的黑色路径点的坐标，通过最小二乘法拟合出路径方程；对路径按照远近重要程度不同进行加权，送入路径PID控制器，得到路径控制输出的PWM信号的占空比数值；最后，将姿态控制和路径控制两者输出的占空比相加，产生PWM信号，控制电机旋转，达到控制平衡车。/n
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