（轉載）FPGA+人工智慧|平衡車機器人，“科技新寵”再升級

近年來隨著科技的發展，人們出行的代步工具也是日新月異。除了腳踏車、電動車、滑板車，電動平衡車也屢見不鮮。電動平衡車憑藉其科技感和時尚感，成為很多年輕人的“科技新寵”，也成為很多上班族解決上下班路上“最後一公里”的選擇。

新潮的電動平衡車使用起來方便又拉風，那它是如何實現運動的呢？未來還有沒有更令人驚喜的功能升級？今天，就與大家分享下電動平衡車的前世今生與未來。

電動平衡車

電動平衡車，也被稱作體感車、思維車、攝位車、火星車等，是一種依靠內部電力驅動以及透過自我平衡能力控制的代步工具。

工作原理就是利用車體內部的陀螺儀和加速度感測器來實時監測車體姿態的變化情況，搭配控制系統來精確驅動電機進行相應的調整，以此達到平衡的效果。騎行者只需要將身體或是腿部力量前傾、後傾、側傾，即可實現前進、後退和轉彎。

電動平衡車來源於美國發明家迪恩卡門的想法。他多次觀察人類走路的姿勢特徵後，發現人類依靠體內靈敏的平衡器官，可以精確地判斷出身體重心的改變，進而主動調節雙腿來達到平衡的姿勢。

基於這一點領悟，他想若能尋找到替代人體的平衡器官和雙腿的事物，就能夠創造出一個全新的事物。於是，平衡車的偉大構想便誕生了。

構想出來之後，迪恩卡門嘗試使用精密的陀螺儀來代替人體的前庭與耳蝸等平衡器官，以電動馬達車輪代替人類的雙腳，發展出了“動態穩定”的概念。

動態穩定示意圖

正是基於“動態穩定”這一概念，2002年1月推出了第一輛平衡車的預產車。再後來，各式各樣的電動平衡車層出不窮。

平衡車機器人 搭載人工智慧

除了代步功能，電動平衡車未來還可以進行哪些功能升級呢？比如，將平衡車搭載人工智慧，無需代步時它可以跟隨在“主人”身後，又或者當需要代步時，“主人”語音或手機APP控制就能從跟隨模式切換到代步模式……英特爾FPGA中國創新中心展示的平衡車機器人進行了一些人工智慧方面的嘗試。

平衡車套件

此平衡車是友晶科技基於Intel FPGA的DE10-Nano開發板，自主設計生產的多功能機器人產品。它集成了電機驅動、超聲波、藍芽Wifi、電源管理、姿態感測器等模組，配備了最先進的控制演算法，可以透過加速度感測器和陀螺儀進行實時姿態檢測，還可以透過控制電機來校準姿態保持平衡。

平衡車自主運動

該平衡車套件能執行姿態計算、動作控制以及自主運動，比如向前行駛、左右轉彎、避障與跟隨。

使用者可用手機APP或IR 遙控器進行遠端遙控

平衡車的驅動板上裝配了藍芽模組和IR接收器，使用者可以用手機APP或IR遙控器進行遠端遙控。平衡車FPGA主機板上還有網口、串列埠、HDMI-TX 口、GPIO 插槽、USB Blaster II 下載口等供客戶自主開發。