自动跟随平衡小车的设计1绪论1.1研究背景与意义1.1.1研究背景当今时代是产业智能化的时代，新兴的信息技术正在快速应用于各行各业，现代科学技术已经成为了产业变革最主要的推动力。根据《中国制造2025》计划所述，我国将加大力度对智能自动化工程、智能交互机器人、智能交通管理、智能电器、智能家居控制等产业进行引领和推动。此外，还应根据消费需求的动态感知，从研发、制造和产业组织模式等方面开发一系列新的制造模式。2018年12月底，全国工业和信息化部部署2019年工作，其涉及智能制造、信息消费、5G等领域。智能制造业的兴起和引起人们的重视，得益于人工智能的研究和发展，其可以理解为人工智能系统的前沿技术。人机一体化智能系统是智能化技术早期的应用探索之一，正在逐步发展成为一种混合智能技术。人机一体化智能系统的智能化应用主要体现在智能机械上，而对于人们的日常生活来说，智能化在在智能机器人的应用上体现得最为明显。在工业生产上，很多领域通过智能化装置的应用，实现了手动控制与自动控制的结合，节省了人力，降低了物料损耗，提升了生产效率和经济性。随着智能化在不同产业的生成过程中应用愈发广泛，其承担的作用也越来越重要。1.1.2研究意义1.推进双轮自平衡车的智能化研究自动跟随技术已经经历了很长时间的发展。早在很多年以前，国内外的研究人员就开始了对自动跟随技术具体应用的探索，设计出了自主跟随四轮小车，自主跟随无人机等作品。由于那个时期的自平衡车的相关技术还不成熟，导致很少有自动跟随技1术在平衡车上应用。在性质上，双轮自平衡车从属于智能机器人的发展范畴，在移动载具方面，它有所占空间小、驾驶灵活、容易停车且便于携带等特点，非常适合短距离的代步和应用于娱乐活动。但由于自平衡车在交通复杂的环境下，其安全性能并不稳定，并且对驾驶者的安全防护措施比较欠缺，导致自平衡车的交通事故发生频繁，事故损伤普遍偏重，致使现阶段很多城市都出台法令限制平衡车通行；另一方面，在平衡车跟随功能方面，小米正在成为先驱者，虽然小米平衡车的性能和适用范围还有很多不足之处，但自动跟随相关研究方向的正确性已被证明，这也将成为未来服务型机器人种类中特殊的一面。2.绿色环保科技理念下新的成长力量“绿水青山就是金山银山”，现在人们意识到了保护环境就是保护生产力。竭泽而渔，污染环境的生产方式已经走到了尽头，绿色发展，可持续发展才是正确的发展方向。绿色、环保、高效、健康、安全必然是我们建设科技强国的重大使命的立足之本。在科学技术迅猛发展的今天，绝不可将利益作为追求的首要指标，必须倡导推行清洁之上的发展准则。这个科技智能发展时代之下，特殊的底线和准则定能在可持续发展科技之路中谱写成为主篇章。3.促进自动化向智能化的方向发展当今时代是人工智能时代，人工智能的应用使得产业生产效率大幅提升，但与此同时，这也为自动化行业的技术人员提出了新的需求。传统的自动控制技术现在也在向着智能化进行着升级变革，自动化领域的研究人员也在不断地尝试着将各种新型的科技手段在此进行应用。在运输领域之中，京东的自动化仓库已经成为了行业领先者，其采用了很多种类的分拣机器人、自动导引运输车等智能化的先进科技；在交通领域，自动跟随无人机现已面世，当前已经有诸多团队投入到了自动化驾驶技术的研究中；在工业制造领域，自动化装置代替了大量人力的繁重作业，大幅度提升了生产开发效率；在高危电气应用中，利用智能化技术能够避免人员接触，保护人员的安全等等。可见，智能化的研究和发展是时代发展潮流大势，人人都可以受益于智能化技术的应用，这也是智能化领域进步的不竭动力。21.2研究现状1.2.1国外研究现状2001年，第一款成形的自动平衡载人车辆问世，其名为SegwayHT，如图1.1所示。其通过驾驶者自身控制重心位置的变化和摇晃扶杆实现运动的控制，在具备很强的载重能力的同时仍保证了较长的续航里程，平衡车从此成为了一种新的单人代步交通工具。图1.1SegwayHTSegway的出现很大程度上引起了学术界的研究人员对平衡车方面的研究兴趣。众多的科技创新领域人士都对这个新奇的交通工具所看好...
