文 献 综 述

1．研究意义及背景

智能汽车是当前自动化领域研究的前沿科学，它体现了了人工智能、控制科学、车辆工程、计算机等多个学科领域的交叉与综合，是机器人技术发展的基础，是未来汽车技术的升级方向。

在当前的汽车时代。大部分汽车都需要人进行控制，汽车的驾驶不但是对人体力的一种考验，更极大的增加了出行的安全隐患，引发一系列的社会问题。智能汽车的研究，可以解放人在驾驶中的劳动力，采用GPRS定位系统，计算机智能计算路径，传感器智能识别路况等一系列智能控制技术，代替人的驾驶环节，而且还能排除因疲劳驾驶、酒后驾驶，驾驶技术不娴熟等一系列人为因素带来的安全隐患。

目前流行的智能汽车大都以四轮为主，后轴两轮采用直流电机控制，推进车身前进后退。前轴两轮采用舵机控制，控制智能车的转向。四轮汽车拥有很好的稳定性，安全性，但是在空间上存在很大的劣势，四轮汽车占地面积较大，行驶不灵活便捷，四轮汽车在汽车普及、交通拥堵的今天，已经不能满足于人们的出行需求。所以我们采用两轮直立平衡智能车，不但节省了汽车行驶的空间，而且方便携带，彻底告别最后一公里的难题。

直立平衡车的设计基于在科技高速发展的今天拥有很大的潜力。人们可以将自身与平衡车结合成一个整体，这样，不单单实现了智能汽车代替人力活动实现特种作业，而且还能实现载人行驶，在一定程度上解决了人们出行的交通问题。直立平衡智能车还因其机械结构简单，相对占地面积小，易于被携带等优势得到汽车市场的青睐。

目前，市场上出现了一些平衡直立智能车，但这些平衡车远远不能达到市场的需求，不单单因为费用昂贵，安全性能也得不到保障。平衡车抗干扰能力差、运行不稳定造成一系列的安全问题，不但对人的生命财产造成威胁，而且使平衡智能车的发展受到前所未有的阻力。本次设计采用PID控制算法，增强了平衡智能车的抗干扰能力，缩短反应时间，维持稳定性。驾驶者在保证安全的同时享受平稳驾驶。

综合分析目前国内外的研究现状，瑞士的JOE车和美国的nBot虽然在车体运动过程中可以现实自平衡，但是没有自主直立的功能，需要借助外力的帮助才能实现自主直立；哈尔滨工程大学的Sway车和澳大利亚的Rich Chi Ooi车，是为了研究两轮自平衡车的控制策略而研制的实验模型，它们本身并不能做为载人交通工具，因而具有理论研究的价值，缺乏实际应用意义；相比之下Segway是能够实现自平衡功能的理想载人工具，然而，Segway在国内售价十万元左右，十分昂贵；中国科学技术大学的Free Mover其实就是仿Segway，虽然已实用化了，但一样存在成本高的问题而未能被普遍使用。

综上所诉，平衡智能车的的研究具有重要的意义。第一、平衡车体积小，重量轻，车体结构简单，便于携带；第二、使用方便、操纵简单、机动灵活、稳定性佳；第三、能实现原地回转和任意半径转向，行驶路径灵活易变；第四、使用及停放方便，适用于场地面积较小的场合；第五、只需对电池进行充电即可长时间使用，不会给环境带来污染。平衡车有如此之多的优势，应用前景和开发市场一定非常广阔。一部外形美观，平衡性能稳定，方便携带的平衡智能车一定会受到市场的青睐，相信伴随着科技的发展，平衡智能车取代传统四轮汽车的趋势也愈加明显。

2.设计过程