本设计要求完成电磁导引自平衡车控制系统的软件设计，电磁导航技术是一项非常有前景的技术，在精准医疗、智能交通等领域有着广泛的运用。电磁导航不易受光线、天气等外界因素干扰，该技术因为其良好的稳定性，越来越受到研究人员的重视。

1。2  国内外研究现状

1。2。1  智能汽车研究现状

1。2。1。1  国外研究现状

1。2。1。2  国内研究现状

1。2。2  双轮自平衡车研究现状

1。2。2。1  国外研究现状

1。2。2。2  国内研究现状

1。3  全国大学生“恩智浦”杯智能汽车竞赛简介

全国大学生“恩智浦”杯智能汽车竞赛是由教育部指导主办的创意性科技竞赛。竞赛设计内容涉及了控制、软件开发、嵌入式系统设计、传感器、机械设计、模式识别等多领域知识，对参赛者的综合运用能力起到了良好的锻炼作用。第十一届全国大学生“恩智浦”杯智能汽车竞赛分为光电、摄像头、电磁、电轨、双车追逐、信标越野和节能创意七个组别，竞赛组委会提供5种标准车模，参赛队伍根据组别要求选择合适的车模，自行设计核心控制模块、传感电路、驱动电路等硬件并完成相应软件的编写，最终形成一台能够自主识别路径的小车。要求小车能按照规定路线行进，以完成时间最短、没有冲出跑道并且技术报告评分较高者为优胜。该赛事目前已成功举办了10届，已成为最具影响力的高校大学生科技创新实践比赛之一。

图1。3  第十届“飞思卡尔”杯智能汽车竞赛现场

1。4  本课题主要研究内容

本设计基于第十一届“恩智浦”杯竞赛，完成电磁导引自平衡车控制系统的软件设计。主要研究内容包括：电磁导引自平衡车的软件需求分析、软件具体实现以及软件的调试和测试。本文结构如下：

第一章，引言。对电磁导引自平衡车的研究背景和研究意义进行了介绍，对智能汽车和两轮自平衡车的国内外发展状况进行了阐述，同时概述了“恩智浦”杯竞赛的相关情况。

第二章，电磁导引自平衡车控制系统总体方案设计。根据第十一届全国大学生“恩智浦”杯智能汽车竞赛的规则，对系统需求进行了分析，根据该需求分析给出了系统的组成结构。最后，简述了控制系统的工作原理。

第三章，电磁导引自平衡车控制系统硬件简介。简要介绍了智能车所采用的主控芯片、汽车模型、电机和光电编码器。最后，给出了控制系统的硬件资源分配。

第四章，电磁导引自平衡车控制系统软件总体设计。介绍了软件的总体架构，对软件总体工作流程进行了说明，设计了软件的工作时序。

第五章，电磁导引自平衡车控制系统软件详细设计。具体介绍了控制系统软件的各个功能模块，包括初始化、时钟、数据采集、直立控制、定时中断、速度控制、赛道信息识别、方向控制、电动机控制、人机交互和蓝牙通讯等模块。同时给出了部分程序代码。论文网

第六章，电磁导引自平衡车控制系统的调试与测试。介绍了本次课题所采用的软件开发平台以及调试与测试过程，最后说明了调试过程中遇到的问题和解决方法。

2  电磁导引自平衡车控制系统总体方案设计

2。1  控制系统需求分析

本课题以全国大学生“恩智浦”杯智能汽车竞赛为背景，设计电磁导引自平衡车。电磁导引即要求智能车采用磁场检测传感器采集赛道上的磁场信息，并通过AD转换后传给主控芯片。同时还要利用干簧管检测停止线，使小车准确检测到停止线后停车。自平衡车则要求智能车采用双轮驱动，运行时需要保持车模姿态直立，只允许两轮接触地面。这就要求软件能够实现对车模的直立控制、速度控制和方向控制。从传感器采集到信号后，通过相应的计算可以得到车体的姿态、速度、角速度以及赛道信息，利用这些信息对车模的左右电机进行控制，使得智能车能够沿赛道平稳运行。为了方便调试，还需要增加人机接口模块、蓝牙通讯模块等。文献综述