自平衡循迹避障自行车的设计与实现

作者：徐欢迎; 汪毓铎^*

来源：科技通报, 2023, 39(07): 24-39.

DOI：10.13774/j.cnki.kjtb.2023.07.004

• 单车
• 平衡控制
• 数据融合
• 串级PID

无人驾驶自行车的平衡控制是一个典型的轮式机器人平衡控制问题，涉及诸多控制理论中的重要问题，包括鲁棒性问题、镇定问题、跟踪问题和非线性问题等。本文基于K66单片机，运用嵌入式理论知识，通过搭建物理样机，构建具有信息采集模块和执行机构的单车控制系统，分析了3种常见无人单车平衡控制策略，提出基于串级PID(proportional integral derivative)结合动量轮的平衡控制方案。实验结果表明：该设计方案合理、可行，在此基础上，结合视觉传感器和超声波测距传感器进一步实现单车循迹和避障功能，获得较理想的效果。

• 单位
  北京科技大学天津学院