基于STM32的智能跟踪小车的设计

2017-05-08俞文武程恒文金天宝王艳

山东工业技术 2017年8期

俞文武+程恒文+金天宝+王艳

摘要：本项目主要利用小车对于发射器的识别与跟踪，来实现小车的自动定位跟踪，该设计是通过控制芯片STM32单片机采集由超声波发射器返回的数据，再通过STM32进行数据的处理和Trilateration（三边测量）定位算法[1]确定小车与目标之间的距离，再通过测得的距离数据与设定的距离数据之间比较分析，由控制器根据偏差值通过PWM調压调速驱动电机的运转，使小车始终跟随着目标并保持一定距离[2]。

关键词：STM32单片机；Trilateration（三边测量）；自动跟踪

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.08.258

1 引言

目前在国内市场上还没有具有跟随性的载物小车的出现，伴随着小车长时间的开发，自动避障技术的成熟，开发自动跟随小车在技术上有了保障。区别于遥控车，该车具有更加广的应用范围，适用于需要人力去推动的超市小车上，同样适用于机场行李的运输，减少了人们的体力输出避免了不必要的麻烦，实现了自动化，智能化。

2 基于STM32的智能跟踪小车的总体设计方案

该设计是以STM32单片机为主控芯片和外围电路的设计，通过STM32单片机的内部资源，如IIC、PWM、AD、定时器、外部中断、串口等功能。通过超声波传感器进行采集距离的数据，再运用三边算法对采集到的数据进行融合处理，得到最终的距离数据。为了更好的观察结果，可以用串口将数据发送到电脑上位机显示来进行调试，以加快工程的进展和。电源转换电路对2个电机的转速和转向进行控制，从而最终实现自动跟踪的效果。

3 硬件电路设计

硬件电路分为电源模块、单片机最小系统模块、超声波传感器模块、LM298电机驱动模块。下面分别介绍下单片机最小系统模块，电源模块和电机驱动模块。

3.1 电源模块电路

整个系统是通过7.2V的电池供电，然而单片机系统需要的是3.3V电源，传感器模块需要的是也是5V电源。所以我们需要对电源进行降压设计。

3.2 单片机最小系统模块电路

STM32的最小系统包括复位电路，JTAG下载调试电路，BOOT0/1设置电路，以及滤波部分。因为单片机的处理速度很快为了保证电路的稳定性需要在布线上合理高效。避免造成电路布局的不合理导致的问题。

3.3 电机驱动模块电路

电机驱动模块的主要功能是驱动车轮转动，对电机驱动系统具有高转矩重量比、宽调速范围、高可靠性等要求。采用LM298，通过单片机的I/O口输入改变芯片控制端的电平，即可以对电机进行正反转、停止操作的控制。

4 软件设计部分

5 结论

本文针对智能跟踪小车的设计，对其跟踪的原理、结构，软件设计及其硬件设计做了详细的介绍，通过算法的来实现了小车的跟踪，实现了智能跟踪小车的功能。在此过程中学习了硬件结构，软件调试、了解了三边算法。接下来将以此为基础，研究智能型可应用的跟踪小车。

参考文献：