| 摘要 | 第5-6页 |
| Abstract | 第6-7页 |
| 第1章 绪论 | 第11-17页 |
| 1.1 课题背景与研究意义 | 第11-12页 |
| 1.2 双轮自平衡小车的国内外研究现状、发展动态描述 | 第12-13页 |
| 1.3 自主避障的国内外研究现状、发展动态描述 | 第13-14页 |
| 1.4 本文主要任务 | 第14-17页 |
| 第2章 系统原理分析与整体方案设计 | 第17-21页 |
| 2.1 系统原理分析 | 第17-18页 |
| 2.2 整体方案设计 | 第18-19页 |
| 2.3 本章小结 | 第19-21页 |
| 第3章 系统硬件设计 | 第21-29页 |
| 3.1 核心控制器 | 第21-23页 |
| 3.1.1 MK60N512VLQ100简介 | 第21页 |
| 3.1.2 K60N512最小系统电路 | 第21-23页 |
| 3.2 稳压电路 | 第23-24页 |
| 3.3 电机驱动电路 | 第24-25页 |
| 3.4 运动姿态检查模块 | 第25-27页 |
| 3.5 图像采集模块 | 第27页 |
| 3.6 速度检测模块 | 第27-28页 |
| 3.7 蓝牙串口及其他辅助模块 | 第28页 |
| 3.8 本章小结 | 第28-29页 |
| 第4章 系统软件设计 | 第29-47页 |
| 4.1 图像处理 | 第29-41页 |
| 4.1.1 图像采集 | 第30-32页 |
| 4.1.2 噪声分析 | 第32页 |
| 4.1.3 滤波 | 第32-34页 |
| 4.1.4 阈值选取与图像二值化 | 第34-38页 |
| 4.1.5 路径信息提取 | 第38-41页 |
| 4.2 避障处理与路径优化 | 第41-43页 |
| 4.2.1 超声波避障方案 | 第41-42页 |
| 4.2.2 摄像头波避障方案 | 第42-43页 |
| 4.3 数据融合 | 第43页 |
| 4.4 车身姿态控 | 第43-45页 |
| 4.4.1 车模直立控制 | 第44页 |
| 4.4.2 车模速度控制 | 第44-45页 |
| 4.4.3 车模方向控制 | 第45页 |
| 4.5 本章小结 | 第45-47页 |
| 第5章 倒立摆建模 | 第47-53页 |
| 5.1 车体受力与倒立摆倾角关系模型 | 第47-49页 |
| 5.2 直流电机参数计算 | 第49-51页 |
| 5.3 直流电机电压与车体受力关系模型 | 第51-52页 |
| 5.4 本章小结 | 第52-53页 |
| 第6章 控制算法设计与仿真 | 第53-69页 |
| 6.1 经典PID控制算法 | 第54-55页 |
| 6.2 模糊控制 | 第55-58页 |
| 6.2.1 模糊控制简介 | 第55-56页 |
| 6.2.2 模糊控制系统的组成 | 第56-57页 |
| 6.2.3 模糊控制系统的基本原理 | 第57-58页 |
| 6.3 模糊PID控制在倒立摆系统中的应用 | 第58-68页 |
| 6.3.1 模糊PID控制器 | 第58-59页 |
| 6.3.2 模糊PID参数自整定规律 | 第59-60页 |
| 6.3.3 量化因子与比例因子的选择 | 第60-61页 |
| 6.3.4 模糊PID控制器的设计与实现 | 第61-65页 |
| 6.3.5 模糊PID控制在单片机中的实现 | 第65-67页 |
| 6.3.6 双轮自平衡小车直立控制仿真 | 第67-68页 |
| 6.4 本章小结 | 第68-69页 |
| 第7章 总结与展望 | 第69-71页 |
| 7.1 本文总结 | 第69页 |
| 7.2 问题与展望 | 第69-71页 |
| 参考文献 | 第71-75页 |
| 致谢 | 第75页 |