自动跟随机器人「第二届立创商城电子制作节入围奖作品」

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一、作品简介

1.研究背景

上个世纪80年代来，伴随着科学技术迅猛发展和经济的高速发展，信息技术、计算机技术及其它相关科学的相互渗透，这些都极大的促进了控制科学与工程技术研究的不断深入，控制系统向智能化控制的发展已经成为一种趋势。早在十九世纪末期，汽车诞生后，人类在交通运输方面走上了新的台阶，而交通工具的技术性能方面有了很大的突破，汽车开始渐渐的成为人们生活的主导，也因此极大地加速了社会进步的进程。而现在，随着汽车的数量在不停的刷新，同时电动车、电动汽车近年来也成为了人们的交通王具的新宠，人们对于车辆的关注程度达到了历史的高峰，人们关注问题的不再只是价格或便捷那么简单，车辆的安全性和舒适性也是很重要的关注焦点。

本世纪来各种关于系统智能化的东西被陆续提出来，如人工智能、智能工厂等相关概念，而汽车作为人民生活的一部分，车辆智能化也是很重要的一大智能课题。如今不仅是各种传感器技术和无线技术己经实现在车体上了，还有各种远程检测控制及无人驾驶等等高新科技将在不远的将来实现在车辆工程上。智能车将作为一口综合性地学科登上舞台，它是电子、物理、数学、计算机、机械、化学等多学科技术的融合，目前已成为了各国科研的热点。

2.功能

平衡车控制系统的软件系统设计，设计了一套完整的平衡车直立软件系统以及平衡车自动跟随的软件系统。

3.市场应用前景

随着人们生活水平的提高，许多事情可以用机器人代替。自动跟随机器人可以代替人们进行一些我们很难完成或者很危险的事情以及给人们生活带来便捷。例如：在救险、城市交通、环境监控以及工业安全巡防等领域，平衡车在检测生化武器以及核辐射危险区域等任务中发挥重要作用。平衡车为特殊环境安全巡检提供了新的平台，它能够在工作人员的操控下进行工作，替代人工巡检对象实施接近检测，减少工人的工作强度。在生活中，平衡车可以在堵车的环境中、拥挤的商场中自由的行走，给人们的生活带来便捷。

4.车体外观

5.作品亮点

创新性：利用超声波模块实现自动跟随功能

实用性：

①超市里与你同行的购物车

②堵车时车辆的自动跟随

③运货车的僚车自动跟随，减少雇佣员工人数

④不用清洁工推的自动跟随垃圾回收车

二、系统构架图

姿态控制简图

PID控制原理

三、硬件部分的描述

掌上平衡车代码下载：http://club.szlcsc.com/article/downFile_9C368A86170563B6.html

车身：

超声波发送器洞洞板焊接图：

实现原理：

工作过程：

控制系统软件总图

四、材料清单（BOM列表）

主要元件：

1.BLM32F103C8T6 托盘 商品编号：C90410 链接：http://www.szlcsc.com/so/product/details_91597.html；

2.MPU-6050 编带 商品编号：C24112 链接：http://www.szlcsc.com/so/product/details_24852.html；

3.TB6612FNG 编带 商品编号：C88224 链接：http://www.szlcsc.com/so/product/details_89402.html；

4.BOS05S-IWRZ 管装 商品编号：C18424 链接：http://www.szlcsc.com/so/product/details_55882.html；

5.USB转TTL CH340模块 商品编号：C91313 链接：http://www.szlcsc.com/so/product/details_92502.html；

6.OLED显示模块 商品编号：C90035 链接：http://www.szlcsc.com/so/product/details_91220.html；

7.AMSlll7-3.3 编带 商品编号：C6186 链接：http://www.szlcsc.com/so/product/details_6652.html；

五、软件部分的描述

数据采集和处理的函数如下：

if(USART_GetITStatus(USART3, USART_IT_RXNE) != RESET)

{   

        dat1[num1]=USART_ReceiveData(USART3);

   if(dat1[0] != 0xa5) num1 = 0;

        else num1++;

        if(num1==3)

        {

            num1 = 0;

            distance1 = dat1[1]<<8 | dat1[2]; ｝ ｝

六、作品演示

七、总结

本作品主要的技术关键点和创新点是：在目前流行的平衡小车的基础上加上自动跟随功能，从而赋予了平衡车一些新的功能，例如：

1、超市里与你同行的购物车

2、堵车时车辆的自动跟随

3、运货车的僚车自动跟随，减少雇佣员工人数

4、不用清洁工推的自动跟随垃圾回收车