| 摘要 | 第5-6页 |
| Abstract | 第6-7页 |
| 第1章 绪论 | 第11-17页 |
| 1.1 课题的研究背景及研究意义 | 第11-12页 |
| 1.2 国内外研究现状分析 | 第12-16页 |
| 1.2.1 国外研究现状 | 第12-14页 |
| 1.2.2 国内研究现状 | 第14-16页 |
| 1.3 本课题的主要任务 | 第16-17页 |
| 第2章 系统的基本原理及方案设计 | 第17-21页 |
| 2.1 系统的基本原理概述 | 第17-18页 |
| 2.1.1 直立行走的任务分解 | 第17页 |
| 2.1.2 姿态平衡控制的基本原理 | 第17-18页 |
| 2.1.3 运动控制的基本原理 | 第18页 |
| 2.2 倒立摆系统的方案选择 | 第18页 |
| 2.3 倒立摆系统的工作原理 | 第18-20页 |
| 2.4 本章总结 | 第20-21页 |
| 第3章 倒立摆系统的硬件设计 | 第21-37页 |
| 3.1 核心控制器模块 | 第21-23页 |
| 3.1.1 控制芯片MK60N512VLQ100简介 | 第21-22页 |
| 3.1.2 K60N512最小系统电路 | 第22-23页 |
| 3.2 电源模块 | 第23-26页 |
| 3.3 姿态检测模块 | 第26-28页 |
| 3.4 电机驱动模块 | 第28-31页 |
| 3.5 图像采集模块 | 第31-32页 |
| 3.6 速度检测模块 | 第32-33页 |
| 3.7 红外检测模块 | 第33-34页 |
| 3.8 蓝牙及辅助模块 | 第34-35页 |
| 3.9 本章总结 | 第35-37页 |
| 第4章 姿态传感器的数据融合 | 第37-47页 |
| 4.1 传感器数据处理方法 | 第37-39页 |
| 4.1.1 加速度计的数据处理 | 第37-38页 |
| 4.1.2 陀螺仪的数据处理 | 第38-39页 |
| 4.2 传感器数据的误差分析 | 第39-40页 |
| 4.3 Kalman滤波算法设计 | 第40-45页 |
| 4.3.1 Kalman滤波器介绍 | 第40-42页 |
| 4.3.2 Kalman滤波器设计 | 第42-45页 |
| 4.4 本章总结 | 第45-47页 |
| 第5章 图像处理 | 第47-61页 |
| 5.1 视频信号 | 第47-49页 |
| 5.1.1 黑白视频信号 | 第47-48页 |
| 5.1.2 彩色视频信号 | 第48-49页 |
| 5.2 图像的采集与处理 | 第49-60页 |
| 5.2.1 图像采集 | 第50-52页 |
| 5.2.2 图像噪声的产生及平滑滤波 | 第52-54页 |
| 5.2.3 区域分割的动态阈值选取与图像二值化 | 第54-57页 |
| 5.2.4 图像信息的提取 | 第57-60页 |
| 5.3 本章总结 | 第60-61页 |
| 第6章 控制算法设计与实现 | 第61-75页 |
| 6.1 经典PID控制算法 | 第62-63页 |
| 6.2 模糊控制 | 第63-65页 |
| 6.2.1 模糊控制简介 | 第63-64页 |
| 6.2.2 模糊控制系统的组成 | 第64-65页 |
| 6.2.3 模糊控制系统的基本原理 | 第65页 |
| 6.3 模糊PID控制在倒立摆系统中的应用 | 第65-74页 |
| 6.3.1 模糊PID控制器 | 第65-66页 |
| 6.3.2 模糊PID参数自整定规律 | 第66-67页 |
| 6.3.3 量化因子与比例因子的选择 | 第67-68页 |
| 6.3.4 模糊PID控制器的设计与实现 | 第68-72页 |
| 6.3.5 模糊PID控制在单片机中的实现 | 第72-74页 |
| 6.4 本章总结 | 第74-75页 |
| 第7章 总结与展望 | 第75-77页 |
| 7.1 总结 | 第75页 |
| 7.2 展望 | 第75-77页 |
| 参考文献 | 第77-81页 |
| 致谢 | 第81页 |