进入新世纪以来，随着机器人学和先进制造技术的飞速发展，直立式两轮自平衡机器人在新能源交通工程中的应用引发了人们极大的研究热情，其中，两轮自主平衡车是两轮直立式机器人与新能源交通工具结合产品中最为典型的代表，作为绿色环保的交通工具，它还具有体积小巧轻便，适用能力强，非常适用于短途驾驶的优点。

两轮自主平衡车集成了嵌入式技术、自动控制技术和伺服驱动技术等现代前沿技术于一体的先进复杂的机电一体化系统。作为改变人类出行方式的智能交通工具，不仅可以自我实现自由平衡、定点平衡、环形绕圈、自我旋转、自驾巡航等多种基本的运动模式，而且在匹配先进的智能控制系统基础上还能够适应较复杂的外界环境。

两轮自主平衡车的想法来源于倒立摆模型,车体结构简单,由车把、踏板和两个平行布置的轮子组成,没有刹车、加速、减速装置。驾驶者只需改变车体角度往前或往后倾,平衡车就会根据倾斜的方向前进或后退而速度则与车体倾斜的程度成正比。

而且随着社会的发展，科学的进步，人们的生活在变得越来越舒适方便的同时，许多问题也随之而来：公共交通的拥堵成为普遍现象，越来越受到人们的关注；世界各国环境问题日益突出，人们对环境保护意识的持续增强。面对这些问题，小型化、机动灵活、无污染的自主平衡车的研究受到人们的广泛关注。

平衡车的安全性是制约其不能普及的一个主要因素，提高小车安全性的主要方法就是优化小车的控制器和本论文研究的循迹避障算法。平衡车的循迹避障也成为目前的研究热点。

正是再这样的背景下，本论文将研究基于自主平衡车加载视觉或超声波等传感器获取障碍物的距离信息，设计一类基于区域分割的避障的路径规划方法，期望能实现平衡车在复杂的环境下，可以自主、高效、省时地躲避障碍，无碰撞的在已知或未知环境中行驶。

国内外研究现状

1.国外研究现状：

在两轮平衡车的领域，一些发达国家已经走在了前列，而且研究水平相对较高。一些发达国家早在多年前就已经研制出高性能的自平衡车的成品。发达国家的一些公司已经向市场推出成熟的产品，并且在国际市场上占有很高的市场份额。下面就一些国外的研究现状做一些介绍：

早在1986年，日本就已经设计并制造了一种自主站立机器人。但相对于现在的机器人，那时的机器人要简单很多。这种机器人的控制平台不是位于整车的底部，而是位于车体的顶部。它的检测机构也相对简单，是一个位于轮子上方的杠杆。所以，它只能沿轨道运行。转弯，壁障等功能，在它身上都还不能实现。由于受到当时计算机和传感器技术的限制，这种站立机器人没有受到应有的重视。但是他的出现，开创了一个新的领域，被认为是最早出现的两轮车概念(1)。机器人结构如图1-1所示。