该设计基于第11届NXP Cup 2016智能车竞赛，独立设计了汽车模型的硬件结构，独立设计了控制策略和算法结构，并采用了Kinetis 32微控制器恩智浦生产的位作为主处理器。MOS管用于驱动电动机，传感器使用数字陀螺仪和数字加速度计来完全检测汽车模型的平衡角，编码器返回速度信息，电磁传感器用于检测跑道位置信息和红外传感器用于检测障碍物。以蓝牙，无线，LCD辅助调试，PID控制为主要算法原理来控制发动机，并最终控制汽车模型，使其在轨道上平稳，直行，并在制动时减慢制动速度障碍。
年来，国内外对自平衡两轮车进行了大量研究，甚至生产了相应的旅行产品。着现代技术的发展，对自平衡身体反应的速度和姿态控制的准确性提出了更高的要求。时，垂直自平衡两轮汽车的智能化是当前研究的另一个热点。何在无人控制的基础上更好地控制这样的平衡车。以说，这反映了多学科领域的交叉与融合，也是未来发展的趋势。平衡两轮手推车是一个非常不稳定的两轮机器人。是一个多变量，非线性且绝对不稳定的系统。是用于测试各种控制功能的典型设备。过推导车厢的自平衡条件，计算出最大可控角，得到可控角与路面摩擦系数之间的关系。者对可控角度的推导为系统数学建模和平衡控制的实现提供了重要的理论数据和理论依据。平衡系统是两个轮子左右两侧的平行结构，类似于传统的摆锤和倒摆平衡系统。是自然不稳定的身体。
时，在姿态控制过程中，自平衡两轮车的物理支撑直接连接到自然地面。系方式。与在经过处理的导轨上运行的常规优质倒立摆有所不同，尽管两者的动力学模型相似，但控制过程中的干扰因素更为丰富，因此，自平衡滑架两轮车用于研究各种控制算法的性能。想的平台。文设计的平衡车从NXP的Kinetis K系列中选择了MK66FX1M0VLQ18。Kinetis K系列微控制器基于ARM Cortex-M4F内核，适用于需要高存储密度，低功耗和高处理效率的应用。
使用的姿态传感器是NXP FXAS21002系列中最新的3轴陀螺仪和三轴电容式微机械加速度传感器MMA8452Q，它们具有超低功耗和先进的内置功能，特别适用于诸如改进的应用运动控制之类的应用。此，大大提高了平衡车控制系统的实时稳定性和性能，在红外传感器上选择了E18-D80NK-N红外传感器，该传感器可以检测距离问题。
远处为80厘米，传感器检测距离长，具有可见光干扰小，恒温阀芯价格低廉，易于组装，实用的特点。泛用于许多场合，例如避免机器人障碍物和计算装配线。个系统的基本控制使用NXP MK66FX1M0VLQ18单片机。
有高密度，低能耗和高处理效率的应用。微控制器提供高速USB连接，并带有集成的高速USB物理收发器，SDRAM控制器，全速透明USB支持和其他功能，其多达32个DMA通道用于设备。内存，可以减少处理器负载并实现更快的系统吞吐量。这种平衡的汽车设计中，使用了MK66微控制器的GPIO，PIT，UART，IIC，FTM，DMA和其他外围设备。
于平衡轿厢必须继续以直立位置运行，因此轿厢模型的重心在运行期间相对较高。了完全降低汽车模型的重心，将主板和电动机驱动电路转换为PCB是最佳解决方案。[7]主板的电路图如图2所示。衡车姿态控制由垂直环，速度环和方向环三个闭环组成，它们相互影响并相互制约。辆模型的垂直控制采用PD控制。速度计和陀螺仪模块收集的数据通过互补滤波算法计算。
PD控件用于使汽车在直立位置保持平衡。补滤波算法可以将陀螺仪数据积分得到的角度与加速度数据进行比较和校正，积分得到的角度与重力加速度得到的角度进行比较，从而得到校正。
角度偏差用于更改角度输出，从而进行积分。一个角度逐渐追随由加速度传感器获得的角度以保证实时性能，照片显示了经过额外滤波后获得的角度信号（图3）。于类似于倒立摆的平衡系统，在获得相应的角度后，需要两个力才能将其保持在平衡位置，一个是返回原点的恢复力，另一个是是阻止它的排斥力。简单的摆锤类似，我们将角度值和角速度值用于PD位置控制，以使汽车直立。衡车的转向控制由轨迹识别算法控制，动态控制PD用于控制车模型的方向。了避免由外部因素引起的信号干扰，使用中值滤波器来对采样值AD进行滤波。5 ms采集一次AD值10次，以中值作为控制周期的采样值，监控部分主要基于算法，提取出汽车与轨道之间的差异。到一个错误，然后将该错误发送到控制器进行处理。后，控制器发出PWM信号以控制双引擎以校正汽车的姿态。中，在方向控制算法中，采用归一化算法使控制更加精确，稳定。范化是简化计算的一种方法，也就是说，将维表达式转换为无维表达式，并在转换后成为标量。中，g_LeftVoltage表示通过归一化左传感器获得的数据； LeftVoltage是左传感器收集的实际电压值； g_Left_min表示左传感器的标准化数据范围的最小值； g_Left_max是左传感器的标准化数据范围的值。大值。g_RightVoltage代表右传感器的标准化数据； RightVoltage是右传感器收集的实际电压值； g_Right_min代表右传感器的标准化数据范围的最小值； g_Right_max是右传感器的标准化数据范围的最大值。衡车的停车控制由外部中断控制，红外传感器用于检测是否有障碍物，然后算法进行判断，遇到障碍物时红外传感器的输出发生变化电平，并通过GPIO引脚产生系统中断。出快速响应，因为定义了这组GPIO引脚的最高优先级，所以在皮层核中，具有最高优先级和最高优先级的中断可以在以下位置中断该组中断：在执行期间优先级较低，并且同一优先级组的中断不能相互中断。断，如果有两个等待相同组优先级的中断正在等待执行，这不是先到达，先执行的中断，而是优先级一阶中断。后，将速度环的速度控制目标归零，从而实现快速减速和停止。
文从两个主要方面讨论了基于红外传感器的智能自动避障车的开发：硬件设计和软件设计。据红外传感器收集的数据，该系统通过单片机控制汽车的功能。过长期的实验，通过连续调整PID参数，手推车可以在有电线的所有工作条件下正常运行，系统稳定性良好，可以达到目标要求。
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