體感控制兩輪自平衡小車的設(shè)計

原理介紹：

       該兩輪自平衡小車主要由兩部分組成，分別是上位機體感識別的部分和下位機兩輪自平衡部分。主要是使用微軟的Kinect攝像頭，這個攝像頭可以輸出景深圖像，骨骼數(shù)據(jù)以及RGB數(shù)據(jù)。所謂的景深數(shù)據(jù)就是可以反應(yīng)圖像深度的數(shù)據(jù)，簡單來說就是有這個數(shù)據(jù)可以得到視場范圍內(nèi)每一個點的三維坐標，然后根據(jù)這個三維坐標做圖像處理得到骨骼數(shù)據(jù)。圖像處理非常復(fù)雜，由微軟提供，RGB數(shù)據(jù)我沒有處理，直接顯示了，然后做了一個簡單的動作識別，基于空間點坐標和點之間向量，計算閥值，然后用WIFI傳輸數(shù)據(jù)，WIFI使用亞信提供的WIFI轉(zhuǎn)串口方案，雖然我花了半個月時間看計算機網(wǎng)絡(luò)，看TCP/IP協(xié)議，也沒用看懂，到最后也沒用用上。

        下位機就是用陀螺儀和三軸加速度采樣信號，用一個凱爾曼濾波做了一個數(shù)據(jù)融合，計算出角度和角角速度，然后就是幾個PI調(diào)節(jié)器做的一個3閉環(huán)，姿態(tài)，速度，位置。具體的實現(xiàn)細節(jié)在論文里面有，有興趣的可以看一下。凱爾曼濾波用的是別人的代碼，這個是一個自適應(yīng)的算法，參數(shù)什么的都不需要改動，只需要單片機就可以了，M051的確實快。

系統(tǒng)框圖：

小車圖片：

Kinect攝像頭：

視頻演示(小車上坡和上面放杯水)：