“自平衡摩托车”结合前沿自平衡控制技术，通过对摩托车的控制，能够让学生在实践过程中对自动控制原理、动量守恒定律、反馈控制等有直观的理解，
帮助学生迅速掌握自平衡系统控制技术。支持C++语言编程，基于百度飞桨（PaddlePaddle）AI框架和OpenCV图像处理技术，实现在线AI模型训练、
移动端部署、赛道识别与交通标志检测，车辆控制以及导航等功能。课程配备自平衡摩托车、支架以及完善的课程资料，包括课程指导书、课件PPT、
课时规划说明文档等，便于授课学习。
| 章 | 节 |
|---|
| 第1章 绪论 | 1.1 机器人发展概述 |
| 1.2 自平衡摩托车原理 |
| 1.3 轮式结构基础 |
| 1.4 课程简介 |
| 1.5 实训：自平衡摩托车结构认识与功能验证 |
| 第2章 嵌入式开发基础 | 2.1 电路与信号 |
| 2.2 嵌入式系统概述 |
| 2.3 单片机控制原理 |
| 2.4 自平衡摩托车控制原理 |
| 2.5 实训：开发环境配置与程序烧录 |
| 第3章 通信与交互终端 | 3.1 现代通信方式 |
| 3.2 串行通信技术 |
| 3.3 人机交互设计 |
| 3.4 液晶屏工作原理 |
| 第4章 环境感知技术及应用 | 4.1 传感器基础 |
| 4.2 姿态传感器及DMP库介绍 |
| 4.3 基于四元数的姿态解算 |
| 4.4 姿态解算相关算法 |
| 4.5 实训：摩托车姿态检测 |
| 第5章 驱动与电机控制原理 | 5.1 直流电机概述 |
| 5.2 无刷直流电机原理 |
| 5.3 自动控制原理与PID控制算法 |
| 5.4 运动角度控制机构 |
| 5.5 实训：摩托车电机及舵机控制 |
| 5.6 实训：摩托车闭环驱动功能实现 |
| 第6章 平衡原理与姿态控制 | 6.1 动量轮与角动量守恒 |
| 6.2 反作用轮倒立摆系统 |
| 6.3 自平衡摩托车姿态控制方法 |
| 6.4 实训：自平衡摩托车平衡控制 |
| 6.5 实训：自平衡摩托车行进功能实现 |
| 第7章 目标检测与道路识别 | 7.1 计算机视觉在自动驾驶中的应用 |
| 7.2 图像识别技术概述 |
| 7.3 基于深度学习的检测方法 |
| 7.4 实训：道路元素识别的AI模型训练与部署 |
| 7.5 实训：道路识别与路径规划 |
| 第8章 路径规划与控制决策 | 8.1 路径规划概述 |
| 8.2 车辆控制与决策 |
| 8.3 实训：自动驾驶综合实验 |
| 名称 | 参数 |
|---|
| 核心 | STM32F405RGT6 |
| 尺寸 | 394mm×115mm×173mm |
| 飞轮电机 | 直流无刷电机 |
| 行走电机 | 直流有刷电机 |
| 舵机 | 转向舵机 |
| 轮胎直径 | φ110mm |
| 最小转弯半径 | 55cm |
| 车身材料 | 航空铝合金 |
| 轮胎材料 | pom+包胶材质 |
| 电池 | 12v/2200mA动力锂电池 |
| 最大行驶速度 | 0.4m/s |
| 额定工作时长 | 2.5h |
| 工作温度 | 0~45℃ |
| LED显示屏 | 2.4寸/240x320 |
| 摄像头 | USB场视角镜头摄像头 |
| 电子模块 | 数量 |
|---|
| 转向轮 | x1 |
| 摄像头模块 | x1 |
| 舵机 | x 2 |
| LED显示屏 | ×1 |
| 电池模块 | x1 |
| 电路控制板模块 | x1 |
| 平衡轮 | x1 |
| 动力轮 | x1 |
| 电子模块 | 详情 |
|---|
| 自平衡摩托车 | 配合编程调试完成自主平衡直立、遥控平衡运动、基于视觉的自动驾驶等功能。 |
| 核心模块 | 包含电机，控制板，舵机、摄像头等模块。 |
| 锂电池 | 3S锂电池（电池带平衡板），用于自平衡摩托车工作。 |
| 下载器 | Jlink-OB，可以与 PC 通信，完成调试下载任务。 |
| 电池充电器 | 电池充电器，需连接自平衡摩托车实训平台配备的电源适配器对锂电池进行充电。 |
| 场地 | （黑色爬行垫/棉麻地毯）材质, 尺寸是4x3m。 |
| 软件 | 上位机（C++）和下位机（C）软件工程 |
