自动跟随智能小车设计与运动控制.docx资源-CSDN文库

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摘要

随着生产力的不断发展，智能化产品被运用于各行各业中，其中自动跟随智能小车

是一款智能自动的机电产品，主要应用在超市、宾馆、酒店、生产企业等运输领域，它

的自动化很大程度上减少了人力，提高了人类的工作效率。当你还在为携带沉重的物品

而烦恼的时候，自动跟随小车能帮你解决这个烦恼，替你提取并且随时跟在你身后如同

一名服务者，减少主人的劳动强度。

设计出自动寻迹小车、自动避障小车等各种各样的智能小车是高校学生选择科技课

题的其中一大热门，但是大多数的研究方向主要关注于智能化的功能，对跟随性功能缺

少研究。本文将通过研究智能小车行驶的工作流程，利用单片机系统进行智能跟随小车

系统的设计，包括智能小车的车体结构设计、硬件设计、直流电机 PWM 调速设计。同时

与定位系统结合最终实现小车对目标的跟随。

关键词：智能；STM32；跟随

北京理工大学珠海学院 2020 届本科毕业生设计

1 绪论.............................................................................................................................................................1

1.1 引言 ................................................................................................................................................1

1.2 选题的现状研究 ........................................................................................................................1

1.2.1 智能小车设计与运动控制的概念............................................................................1

1.2.2 智能小车国外研究现状..............................................................................................1

1.2.3 智能小车国内研究现状 ...............................................................................................2

1.3 选题的研究意义 .......................................................................................................................4

1.4 本文的主要工作 ........................................................................................................................4

2 自动跟随小车控制系统硬件设计......................................................................................................5

2.1 小车系统方案设计....................................................................................................................5

2.1 小车车体结构设计....................................................................................................................5

2.3 自动跟随智能小车的优点 .......................................................................................................7

2.4 小车系统硬件设计....................................................................................................................7

2.4.1 控制器模块......................................................................................................................7

2.4.2 电机模块 ........................................................................................................................11

2.4.3L298N 电机驱动模块 ..................................................................................................16

2.4.4 电源模块 ........................................................................................................................19

2.3.5 红外距离传感器模块 .................................................................................................21

2.3.6 超声波距离传感器......................................................................................................21

北京理工大学珠海学院 2020 届本科毕业生设计

2.3.7 蓝牙模块 ........................................................................................................................24

2.4 本章小结.....................................................................................................................................25

3 直流电机 PWM 调速设计..................................................................................................................26

3.1 直流电机速度控制原理 .........................................................................................................26

3.2PWM 调速原理..........................................................................................................................26

3.3 直流电机驱动技术 ..................................................................................................................28

3.4 本章小结.....................................................................................................................................29

4 路径规划 .................................................................................................................................................30

4.1 运动学模型建立.......................................................................................................................30

4.2 基于几何学的路径规划 .........................................................................................................31

4.3 方向调整.....................................................................................................................................33

4.4 本章小结.....................................................................................................................................34

5 总结与展望.............................................................................................................................................35

参考文献.....................................................................................................................................................36

致谢..............................................................................................................................................................37

附录 1 ..........................................................................................................................................................38

附录 2 ..........................................................................................................................................................48

附录 3 英文文献.......................................................................................................................................50

附录 4 英文文献翻译..............................................................................................................................54