体感控制两轮自平衡小车的设计

原理介绍：

       该两轮自平衡小车主要由两部分组成，分别是上位机体感识别的部分和下位机两轮自平衡部分。主要是使用微软的Kinect摄像头，这个摄像头可以输出景深图像，骨骼数据以及RGB数据。所谓的景深数据就是可以反应图像深度的数据，简单来说就是有这个数据可以得到视场范围内每一个点的三维坐标，然后根据这个三维坐标做图像处理得到骨骼数据。图像处理非常复杂，由微软提供，RGB数据我没有处理，直接显示了，然后做了一个简单的动作识别，基于空间点坐标和点之间向量，计算阀值，然后用WIFI传输数据，WIFI使用亚信提供的WIFI转串口方案，虽然我花了半个月时间看计算机网络，看TCP/IP协议，也没用看懂，到最后也没用用上。

        下位机就是用陀螺仪和三轴加速度采样信号，用一个凯尔曼滤波做了一个数据融合，计算出角度和角角速度，然后就是几个PI调节器做的一个3闭环，姿态，速度，位置。具体的实现细节在论文里面有，有兴趣的可以看一下。凯尔曼滤波用的是别人的代码，这个是一个自适应的算法，参数什么的都不需要改动，只需要单片机就可以了，M051的确实快。

系统框图：

小车图片：

Kinect摄像头：

视频演示(小车上坡和上面放杯水)：