具有超声避障及跟随功能的两轮自平衡小车设计开题报告

1. 研究目的与意义

当今社会,随着社会经济,科学技术以及智能化产业的快速发展;人们的生活水平不断的在提高,生活方式也不断在改变;如今无人驾驶技术正在被各大公司作为研究目标，而车辆研究过程中难免会发生碰撞，这就需要我们采取相对应的避障措施，而超声避障正是我所选择的避障措施。并且如今两轮平衡车盛行，两轮平衡小车由于其是以清洁能源电能驱动的，不会产生任何碳排放，并且由于车型及车重上的优势，平衡车能够与多种出行工具进行组合式交通出行，这样的好处就是能够根据当前情况，凭借着平衡车能够随身携带的优势，得以灵活的修改出行路线，让出行效率大大提升。这些使得两轮平衡小车被越来越多的喜爱，成为人们出行交通工具之一。然而，由于平衡小车操作难度高，且行驶速度快，在人流较大或者障碍物较多区域极易发生危险，因此我试图设计一款具有超声避障功能的平衡小车来提高其安全性，并且如今移动机器人的应用范围越来越广泛，面临的环境和任务也越来越复杂，这就要求移动机器人必须能够适应一些复杂的环境和任务。而双轮自平衡车机器人也受到许多研究机构的关注，研制了一些具有代表性的机器人。在这样的背景下，我们开展了超声避障及跟随的两轮自平衡小车研究。

超声波作为智能小车避障的一种重要手段，以其避障实现方便，计算简单，易于做到实时控制，测量精度也能达到实用的要求，在未来智能化社会的发展中必将得到广泛应用。

2. 研究内容和预期目标

项目主要研究充分利用stm32特点，搭配角速度传感器，加速度传感器，超声测距模块等，编写相关程序，设计相应的机械系统，设计出一款具有超声避障及跟随功能的两轮自平衡智能小车

研究目标是设计出一款能够独立行走的双轮自平衡智能小车，能够在复杂的环境中能够实现自动避障以及自动跟随功能，使小车能够平衡自主的前进.

3. 研究的方法与步骤

查阅两轮自平衡小车的相关书籍与论文，了解智能小车的工作原理，同时学习了解与STM32相关知识，查阅与所需硬件相关的电路知识，明确控制要求，制作智能小车模型。分析操作流程，绘制程序流程图，编写程序代码，完善功能，达到设计要求

首先完成双轮自平衡小车机械系统设计，把小车的控制处理器，传感器，电源，电机等合理的安装在一起，让小车总体上承受的重力基本平衡；然后小车的电系统设计，小车通过加速度传感器.角位移传感器和超声波传感器等传感器采集小车的当前状态，并把信息传送到单片机中，单片机对这些信息进行实时处理并传送到电机驱动器中从而控制电机转速转向，从而使小车达到平衡并且实现避障以及跟随的功能。

4. 参考文献

[1] 丛玉华,吴洪佳,朱惠娟,朱娴,谢玲.两轮自平衡小车的设计及实现[j].电子技术与软件工程,2020(19):106-109.

[2]耿家乐，齐胜男，暴雯琪，马溥临.基于stm32的幼儿物理降温仪设计[j].中国科技信息，2021(05):65-66.

[3]李位星，王大东，葛声扬，潘峰.基于stm32的四旋翼无人机实验教学平台[j/ol].实验

5. 计划与进度安排

1. 2022-3-01～2022-3-21 查阅资料，撰写开题报告和翻译外文资料，确定总体方案；

2. 2022-3-22～2022-4-11 进行并完成系统硬件设计；

3. 2022-4-12～2022-5-02 完成软设计；