邰玉民,耿艳峰,张朋举,潘　浩,刘建帮

(中国石油大学(华东)　信息与控制工程学院，山东 青岛　266580)



基于摄像头的直立自平衡智能车设计

邰玉民,耿艳峰,张朋举,潘浩,刘建帮

(中国石油大学(华东)信息与控制工程学院，山东 青岛266580)

设计直立行走式循迹智能车的机械及控制系统；系统选用微控制器MK60为控制核心，利用陀螺仪和加速度传感器，采用互补滤波的方法计算车体的角度和角速度，通过比例微分算法控制智能车车轮的加速度来抵消车模运动倾向，实现智能车直立；单片机通过模拟摄像头进行赛道图像捕捉，采用边沿检测算法识别赛道中心线，计算与设定值的偏差，进而控制左右两个电机产生速度差，完成智能车的转向;经测试，智能车能够在保持直立同时，完成赛道识别，且运行平稳快速。

智能车；直立控制；PID算法；路径识别

0　引言

遵循于第九届全国大学生智能汽车竞赛技术规范，在D型车模机械结构的基础上，选择MK60处理器[1]为控制核心，完成周边包括电源模块、驱动模块、速度模块和直立模块设计，并配合软件编程实现智能车的直立和循迹。

1　智能车整体结构

智能车由D型车模改装，机械结构如图1所示。倾角传感器包括陀螺仪和加速度传感器，陀螺仪水平安装，防止转弯过程中会出现加减速的现象。电池按放于底部，降低重心，提高智能车的过弯和高速通过路障区的性能；摄像头采用高强度、低质量的碳素纤维杆与智能车相连，安放于模型车直立的最高点，保证有一定的前瞻，有利于对赛道的及时反应和减少赛车前方盲区；……