一种多功能智能小车设计

【目的】针对现有视频智能小车运动场景受限制、视频画面抖动、换向方式复杂等问题进行设计。【方法】一方面悬挂装置通过可转动的连接与地面自动匹配相对转角,另一方面悬挂装置的减震器可通过物理平衡的方式对车身进行回正。换向装置采用平行四边形换向装置。在平衡装置中通过陀螺仪和加速度传感器将信号传输至主控芯片,主控芯片通过内置算法来控制稳定装置内置的驱动电机,从而对角度进行修正。【结果】该设计实现了智能小车在复杂地形的稳定移动,提高了智能小车的机动性和视频传输画面的稳定性。利用平行四边形的特性,可使其更迅速平稳地进行换向。【结论】本研究成功解决了智能小车运动场景受限制、视频画面抖动、换向方式复杂的问题。

基于磁场检测的自平衡巡线智能小车设计

文中以第七届"飞思卡尔"杯大学生智能车竞赛为背景,以飞思卡尔MC9S12XS128单片机为核心,设计了一种自平衡巡线智能车系统。本设计基于倒立摆的动力学模型,经过卡尔曼滤波算法对陀螺仪和加速度计的输出信号进行处理得到智能车的角速度和倾角,再通过PID运算处理后的输出控制智能车的平衡、前进和转向。实验及实际比赛表明,本智能车系统可稳定运行,具有速度快,转向灵活,抗干扰性强的特点。

基于CCD的自平衡智能车循迹系统的设计

介绍了一种基于线阵CCD两轮自平衡的智能车循迹系统。基于第八届飞思卡尔智能车大赛准则,该系统以飞思卡尔16位单片机MC9S12XS128作为核心控制器,以CCD作为路径识别装置检测路径信息,通过陀螺仪与加速度计测量智能车姿态,单片机获得传感器采集的路面信息及智能车姿态信息,经过分析后控制智能车的舵机转向,同时对直流电机进行调速,从而实现智能车自平衡和速度调节。在控制算法上采用模糊设定速度和PID调整速度相结合的算法,使智能车能够在自平衡状态下快速平稳的行驶。

电磁直立寻迹智能车的系统设计与软件开发

自动循迹的两轮自平衡电磁智能车是一个非线性、强耦合、欠驱动的自不稳定一级倒立摆系统。针对该智能车特点,采用两轮自平衡智能车机械架构、主控板、驱动板等模块相结合设计了系统硬件;并利用互补滤波和卡尔曼滤波方式对姿态检测传感器检测到的信号进行处理、以控制智能车直立平衡;最后通过归一化处理将路径检测传感器获得的路径信息与直立平衡控制信号进行融合,在直立平衡基础上实现智能车方向的控制。实验表明,该智能车运行平稳、转向灵活、速度较快。

基于树莓派单片机的多功能智能小车设计

阐述一种基于树莓派单片机的智能小车的设计,包括TB6612双电机驱动mini Drive两路编码电机驱动、MPU6050陀螺仪自平衡,红外光电感应循迹、超声发射接收器测距避障、语音控制模块组成。

两轮自平衡车姿态传感器信息融合研究

以全国大学生智能汽车竞赛中电磁两轮直立自平衡车为对象,建立了小车的数学模型,设计制作了直立平衡车车模,并对姿态传感器加速度计和陀螺仪的信息进行卡尔曼滤波和互补滤波融合研究,调试结果表明,经融合后的输出角度波形曲线平滑、响应快速、跟踪稳定、减小了测量误差,有效提高了姿态控制的稳定性。

单框架控制力矩陀螺受力特性分析

单框架控制力矩陀螺因其优异的姿态控制性能被用于两轮平衡车的姿态控制,由于控制力矩陀螺长时间工作于转子高转速、框架高动态环境下,其结构容易发生破坏,导致装置失效。为了确定控制力矩陀螺结构薄弱点及其受力规律,确保转子系统可靠运行,利用ABAQUS有限元分析软件,分别建立了某车载单框架控制力矩陀螺转子和整体有限元模型,分析不同目标参数下其稳态特性和动态特性。结果表明,转子系统的薄弱部位在转子轴根部和框架轴轴承安装处,转子轴和框架轴薄弱处所受应力会随转速增大而增大,当达到7 000 r/min时会有超过许可应力值的危险;随着框架转动,转子轴主应力先增加,随后保持不变,框架轴主应力随框架转角的增加而增加,当达到4 rad/s时,框架轴和转子轴均接近许可应力,有断裂风险。最后,基于分析结果及车载控制力矩陀螺的性能要求,给出转子转速和框架转速安全运行范围,为后续控制力矩陀螺自适应控制的实现提供参考。