摄像头模组的设计方案详细说明

　　本参考方案假设维持车模直立、运行的动力都来自于车模的两个后车轮。后轮转动由两个直流电机驱动。 因此从控制角度车模作为一个控制对象， 它的控制输入量是两个电极的转动速度。 车模运动控制任务可以分解成以下三个基本控制任务： 1）控制车模平衡 （优先级最高）：通过控制两个电机正反向运动保持车模直立平衡状态； 2）通过调节车模的倾角来实现车模速度控制，实际上最后还是演变成通过控制电机的转速来实现车轮速度的控制。 3）控制车模方向：通过控制两个电机之间的转动差速实现车模转向控制。一、车模直立控制车模平衡控制是通过负反馈来实现的， 因为车模有两个轮子着地， 车体只会在轮子滚动的方向上发生倾斜。 控制轮子转动， 抵消在一个维度上倾斜的趋势便可以保持车体平衡了。那么车轮如何运行，才能够最终保持车体平衡稳定？可以通过建立车模的运动学和动力学数学模型，设计反馈控制来保证车模的平衡。由物理分析过程总结控制车模直立稳定的条件如下：单轴陀螺仪 ENC-03 三轴加速度 MMA7361 模块 MC9S12XS128 OV7620 摄 像头模块 200 线欧姆龙旋转编码器 2 个电 机 驱 动 模 块 4 个 BTN7971 串口调试拨码开关两个 RS380 电机（1）能够精确测量车模倾角 θ的大小和角速度 ‘ θ的大小；（2）可以控制车轮的加速度。二、车模速度控制车模运行速度和加速度是通过控制车轮速度实现的，车轮通过车模两个后轮电机经由减速齿轮箱驱动，因此通过控制电机转速可以实现对车轮的运动控制。电机的运动控制有三个作用：（1）通过电机加速度控制实现车模平衡稳定。（2）通过电机速度控制，实现车模恒速运行和静止。虽然本届比赛规则中没有要求车模速度恒定，也没有要求车模在比赛之前和冲过终点之后保持静止状态。通过速度控制， 可以提高车模稳定性。 在将来的比赛中， 如果规则增加了静止要求，或者需要通过桥梁等障碍物时，速度控制将会发挥作用。（3）通过电机差速控制，可以实现车模方向控制。三、车模的角度和角速度测量通过测量车模的倾角和倾角速度控制车模车轮的加速度来消除车模的倾角。因此，车模倾角以及倾角速度的测量成为控制车模直立的关键。 测量车模倾角和倾角速度可以通过安装在车模上的加速度传感器和陀螺仪实现单轴陀螺仪 ENC-03 三轴加速度 MMA7361 模块陀螺仪可以用来测量物体的旋转角速度。竞赛允许选用村田公司出品的 ENC-03 系列的加速度传感器。它利用了旋转坐标系中的物体会受到科里奥利力的原理，在器件中利用压电陶瓷做成振动单元。 当旋转器件时会改变振动频率从而反映出物体旋转的角速度。三轴加速传感器采用了飞思卡尔公司生产的性价比高微型电容式加速度传感器 MMA7361 芯片。其采用了信号调整，单级低通滤波器和温度补偿技术，并且提供了 2 个灵敏度量程选择接口和休眠模式接口