基于视觉自主导航的自平衡车设计与实现
| 摘要 | 第5-6页 |
| ABSTRACT | 第6页 |
| 第一章 绪论 | 第10-17页 |
| 1.1 课题背景与研究意义 | 第10-12页 |
| 1.1.1 课题背景 | 第10-11页 |
| 1.1.2 研究意义 | 第11-12页 |
| 1.2 国内外研究现状 | 第12-15页 |
| 1.3 本文内容与结构 | 第15-16页 |
| 1.4 本章小结 | 第16-17页 |
| 第二章 自平衡车的原理与建模 | 第17-25页 |
| 2.1 自平衡车平衡原理 | 第17-19页 |
| 2.2 系统建模 | 第19-24页 |
| 2.2.1 自平衡车数学模型 | 第19-22页 |
| 2.2.2 直流电机数学模型 | 第22-23页 |
| 2.2.3 自平衡车可控角度 | 第23-24页 |
| 2.3 本章小结 | 第24-25页 |
| 第三章 自平衡车硬件系统设计 | 第25-44页 |
| 3.1 硬件总体框架 | 第25-26页 |
| 3.2 控制器电路设计 | 第26-30页 |
| 3.2.1 控制器选型 | 第26-27页 |
| 3.2.2 最小系统设计 | 第27-30页 |
| 3.3 图像电路设计 | 第30-33页 |
| 3.3.1 传感器选型 | 第30-31页 |
| 3.3.2 OV7620介绍 | 第31-32页 |
| 3.3.3 摄像头模块设计 | 第32-33页 |
| 3.4 感知模块电路设计 | 第33-36页 |
| 3.4.1 加速度计 | 第34-35页 |
| 3.4.2 陀螺仪 | 第35-36页 |
| 3.5 稳压电路 | 第36-37页 |
| 3.6 双轮测速电路设计 | 第37-39页 |
| 3.6.1 编码器介绍 | 第38页 |
| 3.6.2 转速检测回路设计 | 第38-39页 |
| 3.7 直流电机驱动电路设计 | 第39-40页 |
| 3.7.1 驱动芯片介绍 | 第39页 |
| 3.7.2 驱动电路设计 | 第39-40页 |
| 3.8 电量检测电路 | 第40-41页 |
| 3.9 串口通信电路 | 第41-42页 |
| 3.10 LCD模块设计 | 第42-43页 |
| 3.11 本章小结 | 第43-44页 |
| 第四章 视觉导航图像处理 | 第44-52页 |
| 4.1 数字图像理论基础 | 第44-45页 |
| 4.1.1 数字图像 | 第44-45页 |
| 4.1.2 灰度图像 | 第45页 |
| 4.2 数字图像采集 | 第45-46页 |
| 4.3 数字图像处理 | 第46-48页 |
| 4.3.1 数字图像去噪 | 第46-47页 |
| 4.3.2 数字图像二值化 | 第47-48页 |
| 4.4 道路信息提取 | 第48-51页 |
| 4.4.1 道路边缘提取 | 第48-50页 |
| 4.4.2 道路中心线估算 | 第50-51页 |
| 4.5 本章小结 | 第51-52页 |
| 第五章 系统控制策略研究与实现 | 第52-66页 |
| 5.1 系统控制总框架 | 第52-53页 |
| 5.2 卡尔曼滤波算法 | 第53-57页 |
| 5.2.1 卡尔曼滤波原理 | 第53-56页 |
| 5.2.2 卡尔曼滤波实现 | 第56-57页 |
| 5.3 PID控制算法 | 第57-61页 |
| 5.3.1 PID控制原理 | 第57-60页 |
| 5.3.2 PID参数调试 | 第60-61页 |
| 5.4 自平衡车运动控制实现 | 第61-65页 |
| 5.4.1 自平衡车直立控制 | 第61-62页 |
| 5.4.2 自平衡车速度控制 | 第62-63页 |
| 5.4.3 自平衡车方向控制 | 第63-64页 |
| 5.4.4 总控制量的融合 | 第64-65页 |
| 5.5 本章小结 | 第65-66页 |
| 第六章 系统测试与分析 | 第66-75页 |
| 6.1 硬件模块测试 | 第66-69页 |
| 6.1.1 串口测试 | 第66-67页 |
| 6.1.2 姿态传感器测试 | 第67页 |
| 6.1.3 测速电路测速 | 第67-68页 |
| 6.1.4 显示器模块测试 | 第68页 |
| 6.1.5 摄像头模块测试 | 第68-69页 |
| 6.2 软件算法测试 | 第69-74页 |
| 6.2.1 滤波算法效果调试 | 第69-70页 |
| 6.2.2 电机响应调试 | 第70-72页 |
| 6.2.3 视觉传感器与道路提取算法的调试 | 第72-74页 |
| 6.3 本章小结 | 第74-75页 |
| 总结与展望 | 第75-76页 |
| 参考文献 | 第76-81页 |
| 攻读硕士期间取得的研究成果 | 第81-82页 |
| 致谢 | 第82-83页 |
| 附件 | 第83页 |
