[发明专利]一种基于图像处理的追踪平衡车及其控制方法

说明书

本发明涉及平衡车领域，特别是一种基于图像处理的追踪平衡车及其控制方法。所述追踪平衡车包括平衡车移动本体和平衡移动控制系统；车架底部设有两个滚轮；所述平衡移动控制系统包括：Mpu6050平衡模块、PID算法转换模块、openmv电路板和图像采集装置；所述追踪平衡车与传统的平衡车有很大的区别，传统的平衡车一般都是四轮行驶或者是三轮行驶，所述追踪平衡车采用的是双轮行走，在保持双轮平衡行走的前提下，还可以进行激光信号的追踪行驶，且比三轮或四轮平衡车更加灵活，更加适用于狭隘地形；所述控制方法使得所述追踪平衡车使用更加简单方便，娱乐性更高，控制方式多样化，运行更加安全稳定，适用范围更广。

技术领域

本发明涉及平衡车领域，特别是一种基于图像处理的追踪平衡车及其控制方法。

背景技术

社会的进步，意味着人们生活水品的提高，娱乐和学习的比重不断增加，特别是在让孩子娱乐的同时，也可以学习到很多东西，这个是现代人们的一个期望，也是当代社会的一个难题，也是未来儿童玩具的发展走向。基于现实考虑，现有技术中出现居多适合儿童电子消费产品；其中平衡电动车是比较常见的一种电子产品，现有的平衡电动车的自动平衡运作原理主要是建立在一种被称为“动态稳定”(DynamicStabilization)的基本原理上，也就是车辆本身的自动平衡能力；以内置的精密固态陀螺仪(Solid-State Gyroscopes)来判断车身所处的姿势状态，透过精密且高速的中央微处理器计算出适当的指令后，驱动马达来做到平衡的效果。目前的平衡车允许使用者在骑行时随意摇晃，其上的控制系统会自动进行驱动电机处理进行平衡修正；由于现有的控制系统的功能缺陷，导致驱动电机处理平衡修正的时间较长，使该种类型的自平衡车在使用时存在的风险较大；而且只具备平衡移动的单一功能，使用趣味性低。

发明内容

针对上述缺陷，本发明的目的在于提出一种基于图像处理的追踪平衡车及其控制方法。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种基于图像处理的追踪平衡车，其包括：平衡车移动本体和平衡移动控制系统；所述平衡移动本体包括车架，设置于车架内部的驱动装置和传动机构，以及设置于车架底部的两个滚轮，所述传动机构将所述驱动装置和两个滚轮传动连接；所述平衡移动控制系统包括：Mpu6050平衡模块、PID算法转换模块、openmv电路板和图像采集装置；所述Mpu6050平衡模块、PID算法转换模块、图像采集装置和所述驱动装置均与所述openmv电路板电联接。

所述Mpu6050平衡模块集成三轴加速度计；三轴加速度传感器是现有技术，其是基于加速度的基本原理去实现工作，具有体积小和重量轻特点，可以测量空间加速度，能够全面准确反映物体的运动性质，所述Mpu6050平衡模块集成三轴加速度计，能够输出三个方向上的加速度信号，通过收集这些数据，再通过所述PID算法转换模块利用PID算法，使所述追踪平衡车根据自身状态做出相应的调整让所述追踪平衡车始终能保持平衡的状态。

所述图像采集装置为摄像头；所述openmv电路板采用Python脚本编写程序，所述摄像头与所述openmv电路板采用Python脚本通讯；Python脚本的高级数据结构很容易在机器视觉算法中处理复杂的输出，而且可以完全控制OpenMV电路板和所述摄像头，包括IO引脚，Differencing帧差分算法，Color Tracking颜色追踪，Marker Tracking标记跟踪，Optical Flow光流算法等方面；进而可以让所述追踪平衡车的追踪移动能力更强大，能适应对不同追踪标记的追踪操作。

所述平衡移动控制系统还包括蓝牙模块、无线网络通讯模块、存储模块和移动终端，所述移动终端通过所述蓝牙模块与所述追踪平衡车联接通讯；所述存储模块用于储存所述追踪平衡车的运行信息。所述蓝牙模块主要用于短距离的数据无线传输，无线网络通讯模块用于局域网或远程的数据无线传输，方便用户和追踪平衡车通讯或远程控制，避免繁琐的线缆连接，能直接替代串口线，能实现对追踪平衡车的实时控制。