臺灣博碩士論文加值系統

本論文為將一台市售兩輪平衡車，改裝成具有第三輪、座椅或貨架、光達的三輪電動車，使用原兩輪平衡車基於陀螺儀之動力系統，改裝加上額外的機構與控制器，牽引力控制系統由原來的兩輪平衡車控制重新設計為命令控制，車輛控制逐漸從使用體感控制的人為控制轉變為操縱桿，再到基於光達傳感器回饋的自主控制。控制器從光達系統回饋的定位數據，生成路徑，然後向車輛的牽引、轉向和制動發出命令。未來的工作將集中在實現自主控制以使車輛在預定路徑上導航。

This paper aims to modify a commercially available two-wheeled self-balancing vehicle into a three-wheeled electric vehicle with a seat or a shelf, and a LiDAR. The traction control system was redesigned from the original two-wheeled self-balancing control to the command control using additional mechanism to title the platform of the gyroscope of the two-wheeled self-balancing vehicle. The vehicle control is gradually tranformed from the human control using the somatosensory control to the joystick and then to the autonomous control based on the LiDAR sensor feedback. The controller feedbacks the localization data from the LiDAR system, generates paths and then yields command to the traction, the steering and the brake of the vehicle. The future work will be focus on implementing the autonomous control to derive the vehicle navigate on the predetermined path.

摘要 i
ABSTRACT ii
誌謝 iii
目錄 iv
圖目錄 v
表目錄 x
符號說明 x
第一章 緒論 1
1.1 背景 1
1.2 研究動機 1
1.3 文獻回顧 1
1.4 選擇車輛型號 3
第二章 研究架構 5
2.1 研究方法 5
2.2 硬體介紹 7
2.2.1 Segway-Ninebot平衡車Plus介紹 7
2.2.2 Arduino介紹 7
2.2.3 步進螺桿馬達介紹 8
第三章 車輛研究與改裝 10
3.1 車輛改裝設計 10
3.1.1 轉向機制 10
3.1.2 車體改裝 12
3.2 程式與電路設計 16
3.2.1第一版程式與電路設計 16
3.2.2 第二版程式與電路設計 18
3.2.3 最新版程式與電路設計 21
第四章 實驗 28
4.1 速度控制 28
4.1.1 速度回授與低通濾波器 28
4.1.2 PID控制 30
4.2 測試平台設計 33
第五章 結論與未來展望 37
5.1 結論 37
5.2 未來展望 37
參考文獻 40
附錄1 步進螺桿馬達原理介紹 41
附錄2 霍爾效應原理介紹 46
附錄3 BLDC原理介紹 48
附錄4 程式碼 62

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