[实用新型]一种基于PID控制器的自平衡车避障系统

说明书

本实用新型公开了一种基于PID控制器的自平衡车避障系统，包括主控制器、超声波传感器电路、姿态传感器电路、电机驱动电路、显示电路和电源电路；主控制器为STM32核心处理器；电源电路包括航模电池和电压转换电路，电压转换电路与主控制器、电机驱动器连接；超声波传感器电路、姿态传感器电路、显示电路分别与主控制器连接；电机驱动电路包括电机、编码器、电机驱动器，编码器分别与电机、电机驱动器和主控制器连接，电机驱动器与主控制器连接。本实用新型加入了避障模块电路，采用电路模块化设计，既能完成多种传感器组合工作还可实现避障功能；本实用新型系统体积小，结构简单，灵活性强，可大大减少因缺少避障功能而引起的交通事故。

技术领域

本实用新型涉及一种基于PID控制器的自平衡车避障系统。

背景技术

近年来，随着移动机器人研究不断深入、应用领域更加广泛，所面临的环境和任务也越来越复杂。机器人经常会遇到一些比较狭窄，而且有很多大转角的工作场合，如何在这样比较复杂的环境中灵活快捷的执行任务，成为人们颇为关心的一个问题。双轮自平衡机器人概念就是在这样的背景下提出来的。两轮自平衡小车是一个高度不稳定两轮机器人，是一种多变量、非线性、强祸合的系统,是检验各种控制方法的典型装置。同时由于它具有体积小、运动灵活、零转弯半径等特点，将会在军用和民用领域有着广泛的应用前景。因为它既有理论研究意义又有实用价值，所以两轮自平衡小车的研究在最近十年引起了大量机器人技术实验室的广泛关注。

两轮自平衡小车的研究是在移动机器人研究的基础上发展起来的。移动机器人技术随着很多技术的进步而发展的，如计算机技术、微电子技术、软件技术等相关领域，机器人的发展水平可以说甚至代表着一个国家的综合实力。两轮自平衡小车是移动机器人的一种。它是自动控制理论与技术和动力学理论相结合的一个研宄性课题，可以感知动态决策的功能。两轮自平衡小车车身中心位于车轮轴的上方，能保持平衡且可行走。其结构特殊能适应地形的变化，运动灵活，能在一些复杂环境里工作。

发明内容

本实用新型的目的在于将主控制电路与多种传感器电路集于一体，对现有市面上的两轮平衡车的电路结构进行改进，加入了避障模块电路，以实现避障功能。

上述目的通过如下技术方案实现：

一种基于PID控制器的自平衡车避障系统，包括主控制器、超声波传感器电路、姿态传感器电路、电机驱动电路、显示电路和电源电路；其中：

所述主控制器为基于PID控制的STM32核心处理器；

电源电路包括航模电池和电压转换电路，电压转换电路与主控制器、电机驱动器连接；

用于测量前方障碍物距离的超声波传感器电路与主控制器连接；

集成有加速度计、三轴陀螺仪的姿态传感器电路与主控制器连接；

所述电机驱动电路包括电机、编码器、电机驱动器，编码器分别与电机、电机驱动器和主控制器连接，电机驱动器与主控制器连接；

所述显示电路与主控制器连接。

优选地，所述航模电池为12V。

优选地，所述姿态传感器电路采用MPU6050姿态传感器电路。

优选地，所述电机驱动器采用电机驱动器TB6612。

优选地，所述显示电路采用OLED显示电路。

本发明的有益效果：

本实用新型提供的自平衡车避障系统在现有技术基础上加入了避障模块电路，采用电路模块化设计，既能完成多种传感器组合工作还可实现避障功能；本实用新型系统体积小，结构简单，灵活性强，可大大减少因缺少避障功能而引起的交通事故。

附图说明