俞文武+程恒文+金天寶+王艷

摘 要：本項目主要利用小車對于發(fā)射器的識別與跟蹤，來實現(xiàn)小車的自動定位跟蹤，該設(shè)計是通過控制芯片STM32單片機采集由超聲波發(fā)射器返回的數(shù)據(jù)，再通過STM32進行數(shù)據(jù)的處理和Trilateration（三邊測量）定位算法[1]確定小車與目標之間的距離，再通過測得的距離數(shù)據(jù)與設(shè)定的距離數(shù)據(jù)之間比較分析，由控制器根據(jù)偏差值通過PWM調(diào)壓調(diào)速驅(qū)動電機的運轉(zhuǎn)，使小車始終跟隨著目標并保持一定距離[2]。

關(guān)鍵詞：STM32單片機；Trilateration（三邊測量）；自動跟蹤

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

1 引言

目前在國內(nèi)市場上還沒有具有跟隨性的載物小車的出現(xiàn)，伴隨著小車長時間的開發(fā)，自動避障技術(shù)的成熟，開發(fā)自動跟隨小車在技術(shù)上有了保障。區(qū)別于遙控車，該車具有更加廣的應(yīng)用范圍，適用于需要人力去推動的超市小車上，同樣適用于機場行李的運輸，減少了人們的體力輸出避免了不必要的麻煩，實現(xiàn)了自動化，智能化。

2 基于STM32的智能跟蹤小車的總體設(shè)計方案

該設(shè)計是以STM32單片機為主控芯片和外圍電路的設(shè)計，通過STM32單片機的內(nèi)部資源，如IIC、PWM、AD、定時器、外部中斷、串口等功能。通過超聲波傳感器進行采集距離的數(shù)據(jù)，再運用三邊算法對采集到的數(shù)據(jù)進行融合處理，得到最終的距離數(shù)據(jù)。為了更好的觀察結(jié)果，可以用串口將數(shù)據(jù)發(fā)送到電腦上位機顯示來進行調(diào)試，以加快工程的進展和。電源轉(zhuǎn)換電路對2個電機的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向進行控制，從而最終實現(xiàn)自動跟蹤的效果。

3 硬件電路設(shè)計

硬件電路分為電源模塊、單片機最小系統(tǒng)模塊、超聲波傳感器模塊、LM298電機驅(qū)動模塊。下面分別介紹下單片機最小系統(tǒng)模塊，電源模塊和電機驅(qū)動模塊。

3.1 電源模塊電路

整個系統(tǒng)是通過7.2V的電池供電，然而單片機系統(tǒng)需要的是3.3V電源，傳感器模塊需要的是也是5V電源。所以我們需要對電源進行降壓設(shè)計。

3.2 單片機最小系統(tǒng)模塊電路

STM32的最小系統(tǒng)包括復(fù)位電路，JTAG下載調(diào)試電路，BOOT0/1設(shè)置電路，以及濾波部分。因為單片機的處理速度很快為了保證電路的穩(wěn)定性需要在布線上合理高效。避免造成電路布局的不合理導(dǎo)致的問題。

3.3 電機驅(qū)動模塊電路

電機驅(qū)動模塊的主要功能是驅(qū)動車輪轉(zhuǎn)動，對電機驅(qū)動系統(tǒng)具有高轉(zhuǎn)矩重量比、寬調(diào)速范圍、高可靠性等要求。采用LM298，通過單片機的I/O口輸入改變芯片控制端的電平，即可以對電機進行正反轉(zhuǎn)、停止操作的控制。

4 軟件設(shè)計部分

5 結(jié)論

本文針對智能跟蹤小車的設(shè)計，對其跟蹤的原理、結(jié)構(gòu)，軟件設(shè)計及其硬件設(shè)計做了詳細的介紹，通過算法的來實現(xiàn)了小車的跟蹤，實現(xiàn)了智能跟蹤小車的功能。在此過程中學(xué)習(xí)了硬件結(jié)構(gòu)，軟件調(diào)試、了解了三邊算法。接下來將以此為基礎(chǔ)，研究智能型可應(yīng)用的跟蹤小車。

參考文獻：

[1]董曉慶，謝森林，李平.智能小車路徑識別及速度控制系統(tǒng)的實現(xiàn) [J].科技信息 ，2009（16）：71-72.

[2]蒙建波，虞建靜，管金庫.智能小車目標識別跟蹤系統(tǒng)的實現(xiàn) [J]. 重慶大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版 ），2004（09）：45-48.