李富钢

（乐山师范学院 电子与材料工程学院，四川 乐山 614000）

0 引言

自行车作为一种交通工具，具有体积小巧、避障灵活、能源利用率高、绿色环保等特点。在人工智能和5G 物联网引领的时代有较大的应用前景。国内许多学者开展了平衡自行的研究和设计工作。在党新安[1]等人提出的以惯性轮系统为物理模型的自平衡自行车方法，通过增加飞轮装置，利用角动量守恒原理进行平衡，使得自行车在静止情况下完成平衡。由于添加了机械装置，使得工程实现难度增加。王志龙[2]等提出的积分分离算法，系统收敛慢，主动抗扰薄弱。王涵[3]等提出的切换PID 控制算法，能够完成平衡效果，但控制参数整定较为复杂，不同的硬件条件环境下PID 切换临界点参数难以整定。针对自行车平衡控制已有较多研究[4-11],这些研究侧重介绍方法，没有给出具体的实现过程。本研究有效地解决了以上问题，同时引入自动寻迹功能，有助于推动自行车的个性化，智能化服务应用。在传统的共享单车应用中，需要到指定的地点进行骑车，并在指定的地点还车。自平衡自行车可以实现根据用户的定位，自动寻找到用户。还可以让自行车自动跟随人行使。大大提升了自行车服务效率和服务质量。该平衡自行车的实现需要解决自行车平衡控制及OPENMV 路径识别相结合的控制算法。本文讲述了平衡自行车的软硬件的设计原理及实现方法。系统硬件电路设计，介绍了STM32最小系统，系统电源，驱动等模块。……