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基金项目:2019年湖南涉外经济学院大学生创新创业训练计划项目;项目名称:湖南涉外经济学院自动化校级一流本科专业建设项目;项目编号:[201954]㊂作者简介:戴镖(1999 ),男,湖南长沙人,本科生;研究方向:信号处理㊂∗通信作者:康钦清(1982 ),女,湖南邵阳人,讲师,硕士;研究方向:信号处理㊂戴㊀镖,康钦清∗,杨㊀鑫,何学良,李㊀松,刘巧玲(湖南涉外经济学院信息与机电工程学院,湖南㊀长沙㊀410205)摘㊀要:随着社会发展,老年人和残疾人的日常生活日益受到关注㊂为协助他们完成难度较大的动作,特设计一款带机械臂的智能小车㊂小车通过摄像头采集当前环境信息,传递至手机或者电脑端,用户确定抓取目标的位置,控制机械手完成物品抓取㊂文章设计中选取树莓派开发板,实现了小车的遥控控制㊁循迹避障㊁可视化抓取等操作㊂增加的两个反射式红外线光电传感器,提升了单一超声波避障模块的避障效果㊂本设计借助机械臂以及摄像头,使小车能实现对物体的远程观察及抓取,使用户的日常生活更加便利㊂关键词:机械臂;智能小车;树莓派;循迹避障;遥控抓取0㊀引言智能小车和机械臂是机器人技术领域应用最广泛的自动化机械设备,研究可进行抓取作业的搭载机械手臂的智能小车,具有一定的实用性[1]㊂从1960年开始,自世界上首台工业机器人被发明,智能机器人的研究已有近60年的历史,其应用渗透到方方面面,越来越多智能机器人代替人类从事极端环境下的操作[2-3]㊂老年人和残疾人的日常生活便利性越来越受关注㊂本设计尝试实现对物体的远程观察及抓取,帮助用户解决抓取物品等困难问题,使用户的日常生活更加便利㊂1㊀系统总设计1.1㊀系统设计目标(1)通过移动智能终端设备的操作界面,实现小车运动控制㊂(2)通过获取车载摄像头采集实时图像㊂(3)通过控制界面控制小车和机械手的操作㊂(4)小车具有一定的自主循迹和避障功能㊂1.2㊀系统构成智能抓取的功能核心是实现小车的移动与机械臂抓取㊂总控制中心是树莓派开发板,可搭载各种模块㊂通过接收遥控信号并解码,控制电机驱动模块,控制对应电机,完成小车的前后左右及机械臂的操作㊂通过红外发光二极管将红外线发射到外光敏三极管接收传感器上,使低电平变为高电平,从而完成循迹㊂最后,通过超声波传感器以及红外线避障传感器感知障碍物,并完成避障操作㊂2㊀硬件设计2.1㊀芯片选择本设计通过分析常用的STM32,P89V51RD2FA 以及树莓派开发板,综合考虑其实用性和功能性,选择了功能强大且更加兼容的树莓派㊂本小车采用的树莓派4B 有64位1.5GHz 主频的四核芯Cortex A72架构,BCM2711芯片,4GB 的DDR4内存,性能升级幅度大㊂2.2㊀驱动模块本设计中每个车轮均有一个电机,电机为120转12V 的直流减速电机,选用TB6612FNG 芯片作为驱动㊂该芯片由MOSFET 的H 桥集成电路组成,相比L293D,每通道平均600mA 的驱动电流和1.2A 的脉冲峰值电流[4],其输出负载能力提高了一倍㊂相比L298N 的散热性能以及外围二极管续流电路,其无须外加散热板块,散热能力比L298N 强一倍㊂小车运动芯片为双驱动芯片,每一个驱动分别通过控制其STBY 与输入/输出(Input /Output,I /O)口来控制一个电机,如果要电机停止工作,则需要将I /O 口清零㊂正反转的控制则由AIN1,2与BIN1,2置1或者置0来操控㊂2.3㊀机械臂抓取模块在机械手臂控制的传统系统中大多采用单片机控制,容易在控制电机运行时产生驱动IC 故障,或由于驱动IC 过热直接烧毁控制电机㊂本设计采用亚克力板材质的4自由度机械臂,通过PCA9685芯片来控制舵机的操作㊂16路脉冲宽度调制(Pulse Width Modulation,PWM)模块,两条线可以分别控制16路,实现I 2C 通信㊂相比TLC5940芯片,本设计使用的PAC9685具有单独的PWM 驱动器与一个时钟,不需要一直发送信号㊂6地址选择引脚将使62个驱动板全部挂在单个I 2C 总线上,总计992路PWM 的输出,输出非常庞大㊂2.4㊀循迹避障模块本设计采用的是3块TCRT5000红外线循迹传感器㊂循迹传感器探测距离为0.1~2.5cm㊂当小车下方贴黑色胶带时,红外线会被黑色胶带吸收,从而无法反射回来㊂此时红外接收管则处于关断状态,输出端为高电平,从而带动小车按照黑色胶带运行㊂超声波探测能够进行定向传播,超声波探测使用的是I /O 口TRIG 来触发测距[5]㊂模块自动发送8个第17期2020年9月无线互联科技㊃设计分析No.17September,202040kHz的方波,接收器会检测信号的返回㊂信号返回时,通过I/O口ECHO输出一个高电平,持续时间是超声波从发射到返回所需时间㊂但是出现两个及以上障碍物时,超声波检测会出现偏差,而红外避障距离较短,一般在0.5m内能够准确探测实时障碍物,从而解决了多个障碍物的探测问题,且对移动物体探测具有优良的准确性㊂因此,本文采用了一个超声波模块与两个红外探测传感器搭配使用的方式,提高了避障的性能㊂3个循迹传感器分别与GPIO13,GPIO19,GPIO26相连接,而两个避障传感器则分别接入GPIO16,GPIO12㊂最后接入的是超声波探距模块,分别接入GPIO28㊁GPIO29㊂整个循迹避障模块均采用5V稳压供电㊂3㊀软件设计3.1㊀启动界面该小车借助相关App对其工作进行控制㊂本设计采用Python语言对小车App按钮启动程序进行编程㊂开机后,等待系统启动,通过 小车移动 机器臂移动抓取 图像采集 等按钮来控制小车㊂通过相关软件测试可以有效测试出按钮的灵敏度以及和小车的良好交互性与协调性㊂3.2㊀机械臂运动设计机械手臂的运动函数包括机械手臂手爪打开㊁机械手臂手爪闭合㊁上臂舵机向上㊁上臂舵机向下㊁下臂舵机向上㊁下臂舵机向下㊁小车底座左转㊁小车底座右转等运动函数㊂在抓取目标物体时,应该不干扰其他物体㊂根据下标算出其抓取物体时的关节角参数,从而判断机械臂爪的运动轨迹㊂在抓取功能的测试中,小车对一定形状㊁尺寸的物品可以比较灵活顺利地抓取㊂4㊀循迹避障在红外传感器红外探头接收红外信号的不同情况下,小车所处的运动情况不同㊂设置小车的3个红外传感器探头按左中右排序分别为LED-0,LED-1,LED-2㊂当LED-0,LED-2为点亮状态,LED-1处于熄灭状态时,说明小车前部的中间红外探头在黑线上面,证明此时小车的方向为正方向,可以要求小车继续直行㊂当LED-0为熄灭状态,LED-1,LED-2处于点亮状态时,说明红外传感器左红外探头在黑线上,证明小车此时的状态是斜方向头部指向右边,需要小车转向左边,才能使小车行驶方向继续回到正前方,从而确保了小车的正确行驶方向[5]㊂5㊀结语本设计的研究对象是拥有机械手臂的智能抓取小车,主要探究了小车的正常移动㊁循迹避障㊁智能抓取等功能的实现㊂在智能小车上装取机械手臂并借助摄像头,使用户可以远程遥控小车进行物品的抓取㊂App的控制按键与小车抓取功能具有比较好的协调性㊂整个系统满足智能抓取功能的相关需求,达到预期目的,对后续自主抓取智能小车的研究具有一定的借鉴意义与实用价值㊂[参考文献][1]郗郡红.搭载机械手的智能轮式小车目标识别及抓取控制研究[D].天津:天津科技大学,2015.[2]罗爱华.全自主机器人避障及路径规划研究[D].赣州:江西理工大学,2010.[3]贺晨宇.移动机器人多角度摄像技术[D].呼和浩特:内蒙古大学,2012.[4]滕志军.基于超声波检测的倒车雷达设计[J].今日电子,2006(9):78-79.[5]张驰,廖华丽,周军.基于单目视觉的工业机器人智能抓取系统设计[J].机电工程,2018(3):283-287.(编辑㊀姚㊀鑫) Design and implementation of smart grab car system based on RaspberryPi Dai Biao,Kang Qinqing∗,Yang Xin,He Xueliang,Li Song,Liu Qiaoling (School of Information and Electrical Engineering,Hunan International Economics University,Changsha410205,China) Abstract:With the development of society,the daily life of the elderly and the disabled has been paid more and more attention.In order to help them complete the difficult operation in life,a smart car with a mechanical arm is designed.The car collects the current environmental information through the camera and transmits it to the mobile phone or computer.The user determines the position of the grab target and controls the manipulator to complete the grab.In this design, RaspberryPi development board is selected to realize the remote control,track avoidance,visual grasping and so on.The addition of two reflective infrared photoelectric sensors improves the obstacle avoidance effect of a single ultrasonic obstacle avoidance module.This design uses the manipulator and the camera,so that the car can realize the remote observation and grab of objects,so that the daily convenience of users.Key words:mechanical arm;smart car;RaspberryPi;track avoidance;remote control grab。
基于树莓派的智能车辆自动导航技术研究智能车辆是未来交通领域的一个重要发展方向，而自动导航技术则是实现智能车辆的关键。
本文将探讨基于树莓派的智能车辆自动导航技术的研究内容和进展。
一、引言智能车辆自动导航技术是指利用计算机视觉、传感器等技术，使车辆能够在无人驾驶的情况下自动感知、计算和控制，实现路线规划、避障和车道保持等功能。
树莓派作为一种小型而强大的计算机平台，被广泛应用于智能车辆的研究中。
二、树莓派在智能车辆中的应用树莓派作为一个低功耗、高性能的嵌入式计算机平台，可方便地实现车辆的感知和决策。
通过连接摄像头模块和传感器，树莓派可以实时获取车辆周围的图像和环境信息，并通过图像处理和数据分析等算法，确定车辆的行驶方向和速度。
此外，树莓派还具备良好的扩展性，可以通过连接其他硬件模块，如超声波传感器和红外线传感器，进一步提高车辆的环境感知能力。
三、基于树莓派的智能车辆自动导航技术研究内容1.视觉感知和识别通过树莓派连接摄像头模块，实时获取车辆周围的图像信息，利用计算机视觉技术对图像进行处理和分析，实现道路识别、交通标志识别和车辆检测等功能。
其中，道路识别是智能车辆自动导航的基础，通过识别道路的边缘和特征物体，实现车道保持和车辆位置定位。
2.路径规划和导航基于树莓派的智能车辆可以通过激光雷达等传感器获取周围环境的三维点云信息，根据点云数据进行路径规划和导航。
利用树莓派的计算能力，可以实现实时的路径规划和障碍物避障，确保车辆行驶的安全和高效。
3.环境感知和决策树莓派连接超声波传感器和红外线传感器等硬件模块，可以实时感知车辆周围的障碍物和环境信息。
通过数据的处理和分析，树莓派可以对周围环境进行判断和决策，如判断前方是否有障碍物，并作出相应的行驶控制。
四、基于树莓派的智能车辆自动导航技术研究进展近年来，基于树莓派的智能车辆自动导航技术取得了一系列进展。
例如，研究人员通过利用树莓派的计算能力和图像处理算法，实现了实时的道路识别和车道保持功能。
基于RaspberryPI的履带式机械臂智能小车摘要:近几年来，科学家在智能汽车领域越来越喜欢用RaspberryPI开发平台, 这个开发平台凭借着它具有吸引力的价格、比较娇小的尺寸、超强的感应接口和强大的编程功能不断的吸引了国内和国外的开发行业的关注，同时，也为智能小车的开发提供了良好的环境和创造了巨大的商业潜力，同时这项技术在高等教育领域也有很好的应用和推广前景。
本文是将RaspberryPI技术在详细分析移动侦测系统原理过程中，改变工作模式，基于实现机制的基础上，设计了履带式机械臂智能小车系统的总体结构，并阐述了各个关键模块的具体实现过程。
关键词: RaspberryPI；履带式；机械臂；物联网；智能小车Crawler manipulator intelligent car based onRaspberryPIAbstract: In recent years, scientists are increasingly fond of using RaspberryPI development platform in the field of smart cars. With its attractive price, relatively small size, super-strong sensing interface and powerful programming function, this development platform has attracted the attention of domestic and foreign development industries. At the same time, it also provides a good environment and creates great commercial potential for the development of smart cars. At the same time, this technology has good application and promotion prospects in the field of higher education. In this paper, RaspberryPI technology is used to change the working mode during the detailed analysis of the principle of the Motion detecting system. Based on the implementation mechanism, the overall structure of the tracked manipulator intelligent trolley system is designed, and the specific implementation process of each key module is described.Key words: RaspberryPI；; Crawler type; Mechanical arm; Internet of things; Intelligent car目录引言 (3)1．背景和意义 (3)1.1 rasberrypi平台概述 (3)1.2履带式机器人手臂智能车系统的发展及现状 (4)1.3履带式机械臂智能小车训练控制系统的意义 (5)2．履带式机械臂智能小车硬件设计 (5)2.1履带式机械手智能小车供电方案 (7)2.2履带式机械手智能小车控制中心 (10)2.3履带式机械手智能小车电机驱动模块设计。
基于树莓派的智能车辆控制系统研究随着近年来智能化技术的不断发展，智能车辆逐渐成为了交通领域中的重要研究方向。
基于树莓派的智能车辆控制系统，作为近年来越来越受关注的一种方案，也逐渐成为了不少研究者的研究对象。
本文将介绍基于树莓派的智能车辆控制系统的相关研究现状以及发展前景，探讨其主要应用场景和技术难点，并对其未来发展趋势进行展望。
一、研究现状及发展前景目前，基于树莓派的智能车辆控制系统已经得到了广泛的研究和应用。
例如，研究者们通过将树莓派与各种传感器、相机等装置结合起来，可以实现智能化驾驶、交通信号灯控制等功能。
树莓派提供的较高的计算性能和较低的功耗，使得智能车辆可以较长时间的工作，并准确地解决各种复杂的道路环境问题。
未来，基于树莓派的智能车辆控制系统有望在多个领域得到广泛应用。
例如，智能化交通、自动驾驶、智能停车等。
同时，伴随着智能车辆技术的迅猛发展，未来基于树莓派的智能车辆控制系统也将会不断更新进化，其控制精度和对复杂环境的适应能力将会更进一步提升。
二、主要应用场景1、智能化交通基于树莓派的智能车辆控制系统，通过与卫星导航系统、智能交通信号控制系统等结合，可以实现智能化的交通管理。
例如，当车辆到达路口前，根据实时交通状况控制红绿灯，更好地进行车流量控制和交通调度。
2、自动驾驶基于树莓派的智能车辆控制系统可以实现车辆的自动驾驶，通过激光雷达、摄像头、高精度地图等设备感知交通环境，快速做出决策和控制车辆行驶。
3、智能停车基于树莓派的智能车辆控制系统，通过传感器技术帮助驾驶员实现精准无误的自主停车。
车辆到达停车场后，系统会自动扫描并识别空闲停车位，让驾驶员轻松完成车位选定、入位等操作。
三、技术难点1、定位精度问题基于树莓派的智能车辆控制系统，需要精确的车辆位姿信息来确定车辆目前的位置和运动轨迹。
但因为多种因素，例如GPS信号干扰等，会导致位姿信息的精度降低，从而影响控制精度。
2、实时性要求问题基于树莓派的智能车辆控制系统，对实时性有很高的要求。
摘要移动机器人集人工智能、智能控制、信息处理、图像处理等专业技术于一体，成为当今机器人研究领域的热点之一。
计算机视觉具有信息量丰富，信号探测范围广，获取信息完整等优点。
近年来广泛应用于自主移动机器人领域，是自主移动机器人导航和避障的一个主要发展方向。
本课题研究的目的包括，设计并构建基于Raspberry Pi的视觉移动AGV控制系统，实现自主移动机器人的视觉导航功能。
本论文完成如下几个方面的研究内容。
机器人视觉导航图像处理算法设计，驱动部分设计，跟踪算法设计。
设计开发控制系统，实现摄像机视频流信息的获取。
对于获取的摄像机的视频流信息，通过图像处理算法提取路面信息，并通过串口与下位机进行通信，下位机根据路径信息指定模糊控制算法。
本论文设计了基于视觉导航的自主移动机器人整体结构，包括机械结构和差速驱动控制系统的设计。
为进一步研究基于视觉导航的自主移动机器人，提供了良好的实验平台。
关键词: Raspberry Pi；AGV；机器视觉; 串口AbstractMobile robot integrates of artifical intelligen information collecting and image processing technology. It becomes one of the hotspot in the field of the robot research. Computer vision technology has been widly used in mobile robot for providing rich information. So it becomes one of the important branches in robot research field.The purpose of this research include the design of vision-based navigation AGV system based on the Raspberry Pi platform, and the vision navigation method of autonomous mobile robot. This thesis completed the following a few aspects of the research content. Driven robot visual navigation image processing algorithm design, part design, tracking algorithm design.Design and development control system, realize the camera video information retrieval. Extract the road information through the image processing algorithms , and communicate with the lower machine through a serial port with , lower machine specified fuzzy control algorithm according to the path information .In this thesis, providing a vision-based navigation of autonomous mobile robots design including mechanical structure and differential drive control system design. This system provides a good experimental platform for further study of vision-based navigation of autonomous mobile robots.Keywords: Raspberry Pi ; AGV ; Vision-based navigation ; Serial目录摘要 (I)Abstract ............................................................................................................. I I 1. 绪论 (5)1.1 课题来源以及背景意义 (5)1.2 概述 (6)1.2.1 导航技术 (6)1.2.2 路径规划和路径跟踪技术 (8)1.2.3 多传感器集成与融合 (8)1.2.4 多机器人协作技术 (9)1.3 系统平台 (9)1.3.1 Raspberry Pi (9)1.3.2 Arduino (11)1.4 论文的主要内容及研究方法 (12)2. AGV视觉导航的总体设计方案 (14)2.1 引言 (14)2.2 硬件平台 (14)2.2.1 车体构造 (14)2.2.2 电气装置 (15)2.2.3 测速模块 (16)2.2.4 无线模块 (16)2.2.5 摄像头模块 (17)2.3 软件平台 (18)2.4 视觉导航机器人的性能指标 (20)2.5 本章小结 (21)3. 图像处理 (22)3.1 数字图像处理算法设计 (22)3.2 图像处理算法实现 (24)3.2.1 图像采集 (24)3.2.2 RGB图像转HSV图像 (25)3.2.3 图像滤波 (28)3.2.4 路径提取 (30)3.2.5 信息传输 (33)3.3 本章小结 (35)4. 驱动控制部分的设计与分析 (36)4.1 引言 (36)4.2 驱动方式分析 (36)4.3 双轮差分驱动的运动学分析 (37)4.4 测速模块设计 (39)4.5 PID控制器的设计 (40)4.6 本章小结 (43)5. 基于模糊预瞄的控制算法实现 (44)5.1 引言 (44)5.2 模糊预瞄算法 (44)5.3 试验效果 (45)5.4 本章小结 (48)结论 (49)致谢 (50)参考文献 (51)错误!未指定书签。
基于树莓派的二维码控制小车设计报告一、前言随着物联网技术的不断发展,树莓派成为了一个非常流行的单板计算机,广泛应用于各类物联网设备中。
同时,二维码也成为了一种非常常见的信息传递方式,被广泛应用于各类场景中。
本文介绍了基于树莓派的二维码控制小车的设计方案。
二、方案介绍1.硬件系统硬件系统包括：树莓派、小车底盘、车载摄像头、L298N电机驱动模块、电池等。
2.软件系统软件系统包括：Raspbian系统、Python编程环境、OpenCV库、gpiozero库、qrcode库等。
3.设计思路通过车载摄像头实时采集小车运行场景,并通过OpenCV库中的图像处理方法识别小车运动方向。
同时,树莓派中运行的Python程序生成控制小车运动的二维码,在合适的时机将二维码显示给车载摄像头。
小车运动方向和小车的运行速度可以由Python程序生成的控制指令决定。
4.设计实现在Raspbian系统中安装Python编程环境,并使用pip安装OpenCV、gpiozero和qrcode库。
使用L298N电机驱动模块控制小车的运动方向和速度。
使用树莓派上的GPIO口驱动L298N电机驱动模块实现小车的前进、后退、左转和右转等基本运动。
通过摄像头采集小车运动场景,使用OpenCV库对图像进行处理,实现小车运动方向的识别。
根据小车识别出的运动方向和速度,使用qrcode库生成对应的二维码,将二维码显示给车载摄像头。
根据车载摄像头所采集到的二维码,识别控制指令,控制小车运动。
五、总结基于树莓派的二维码控制小车设计方案简单易懂,可实现基本的运动控制。
但在实际的应用中,需要考虑到车载摄像头与二维码的距离、光照等因素对小车控制的影响。
此外,对二维码的识别准确率也会对小车的控制造成一定的影响。
因此,在实际应用中需要进行一定的调试和优化。
基于树莓派的智能小车控制系统设计智能小车控制系统已经成为现代科技的研究热点之一。
它使得机器人具有更好的自主感知和行为决策能力，为人类生产和生活提供了更多便利和选择。
在这篇文章中，我们将探讨基于树莓派的智能小车控制系统的设计原理、实现方法以及其在实际应用方面的优势。
一、设计原理基于树莓派的智能小车控制系统的设计原理主要包括三个方面：感知模块、控制模块和决策模块。
1.感知模块感知模块主要是通过多种传感器来感知环境，包括红外线传感器、超声波传感器、摄像头和麦克风等。
通过收集和处理感知模块所得到的数据信息，可以实现对其所处环境的自主感知。
2.控制模块控制模块主要是根据感知模块所提供的数据信息，通过控制电机、舵机和灯光等组成的执行器来实现小车的运动控制、转向控制和灯光控制。
3.决策模块决策模块主要是通过分析感知模块所提供的数据信息，从而得出连续动作序列，完成运动控制、转向控制和灯光控制等行为决策。
二、实现方法基于树莓派的智能小车控制系统的实现方法主要包括硬件实现和软件实现两个方面。
1.硬件实现硬件实现主要包括小车的机械结构设计和电路设计。
机械结构设计需要满足小车运动的必要条件，保证小车在各种情况下的稳定性和安全性。
而电路设计则包括了电源管理、传感器接口设计、执行器控制和通信接口等电路部分。
树莓派板载GPIO（General Purpose Input Output）口提供了以电平信号为基础的输入输出接口，使用树莓派适配板将这些口映射到通用接口上，即可完成与各种硬件的连接。
2.软件实现软件实现主要包括操作系统安装、驱动程序编写和应用程序开发等方面。
在树莓派上，可以安装常用的操作系统，如Raspbian 等，针对赛车所用的传感器与执行器设备编写驱动程序，并根据实际需求使用Python等编程语言进行应用程序开发。
三、实际应用基于树莓派的智能小车控制系统在现实中已经有了广泛的应用。
例如，可以用于智能家居场景中的清洁机器人、智能物流配送中的 AGV 等。
2020.121概述借助CV5200无线通信模块作为桥梁,将树莓派,雄迈摄像头模组和手机电脑接入到同一个网段中,通过Socket 无线通信协议实现手机和电脑对树莓派小车的远距离无线控制以及借助rtsp 流媒体协议实现实时采集摄像头的视频图像并在客户端呈现出来。
2系统框架采用了最新的树莓派4B,雄迈摄像头模组,CV5200无线通信板,TB6612FNG 电机驱动模块,减速电机以及12V 的电源模块,首先将树莓派通过网口接入到CV5200无线通信模块中,其次使用树莓派的GPIO 口对TB6612FNGFNG 驱动模块发送控制信号,再通过电机驱动模块驱动电机运转,最后将电脑通过网口或者将手机通过WiFi 接入另一块CV5200无线通信模块中。
在给两块CV5200无线通信模块供电后,两块通信模块会自动组成自组网,两块板子最远能够实现6km 的无线通信,最高可以实现50Mbps 的传输速率,并且它能够将通过cv5200的LAN 口接入的设备加入到自组网的网段中,让各设备之间能够进行网络通信。
如图1所示。
3树莓派模块编程使用树莓派系统自带的Python 编译器进行编程,程序主要分为两部分:一部分是借助树莓派的GPIO 口控制电机驱动模块的程序,另一部分是将树莓派作为Socket 通信服务器端接收信号的程序,在树莓派接入CV5200的网络后,接收手机和电脑的控制指令,并根据控制指令控制电机驱动模块驱动电机运转。
程序代码如下:3.1电机驱动模块部分代码当IN1口设置为高电平,IN2口设置为低电平时,电机驱动模块会驱动电机正转,当IN1口设置为低电平,IN2口设置为高电平时,电机驱动模块会反转,当电机驱动模块给电机A 和B 输出的信号一致时,小车就会前进或后退,当输出信号不一致时,则会左转或右转,启动前要先将用到的GPIO 初始化,选择物理引脚编码,以小车前进和左转的代码为例:mport RPi.GPIO as GPIOimport timedef t_up(speed,t_time):#前进驱动代码L_Motor.ChangeDutyCycle(speed)GPIO.output(AIN2,False)#将AIN2设置为#低电平GPIO.output(AIN1,True)#将AIN1设置为#高电平R_Motor.ChangeDutyCycle(speed)GPIO.output(BIN2,False)#将BIN2设置为作者简介：马睿(1998-),男,专科,研究方向:物联网技术;王荣(1987-),男,硕士,讲师,研究方向:物联网技术、无线传感网领域;魏峻超(2000-),男,专科,研究方向:应用电子技术。
文章编号：2095-6835（2023）02-0019-04基于树莓派的智能自动驾驶系统设计与实现＊滕开雯，丁康，王硕（天津职业技术师范大学信息技术工程学院，天津300222）摘要：随着社会发展，智能自动驾驶技术引起了人们更广泛的重视。
为实现智能小车的自动驾驶和避让行人功能，设计并开发了基于树莓派的智能自动驾驶小车。
通过电机驱动模块实现对4个直流电机的控制，从而实现对智能小车的操作行驶；利用Wi-Fi连接可以实现电脑远控操作，通过摄像头采集图像数据信息，同时利用基于深度学习的相关技术实现自动识别前方路况的功能；利用OpenCV图像处理模块将前方路况处理的画面实时传送到树莓派控制板，使其发出相应指令。
经实验测试，该智能小车具有良好的自动驾驶和避让行人的功能，图像实时传送清晰稳定，道路行驶精确度高，在自动驾驶领域具备广泛应用的研究基础。
关键词：树莓派；智能小车；OpenCV；自动驾驶中图分类号：TP391文献标志码：A DOI：10.15913/ki.kjycx.2023.02.005随着人工智能技术的不断发展，智能驾驶运用的领域也十分广泛，特别是在汽车、物流配送、共享出行、无人零售、港口码头等领域获得了日益广泛的应用[1-2]。
2016年作为自动驾驶的开端，许多国内外企业纷纷投入其中。
自动驾驶行业之所以能够得到各著名企业的争夺，其意义在于自动驾驶有益于社会，是人们所支持的。
本项目能够改善城市交通安全，便捷管理交通行驶，为城市交通作出贡献。
本文设计并搭建基于树莓派的智能自动驾驶系统[3-4]，采集道路信息并分析运用了树莓派开发板、视觉传感器以及OpenCV等软件，从而实现避障、方向控制等基本功能。
1整体构架树莓派硬件和OpenCV算法是此次项目研究的主要内容。
树莓派应用研究，主要是配合树莓派摄像头收集信息，包括实验场景下的跑道、路标、障碍物、行人等图片和视频。
通过socket与上位机通讯，首先下位机要有完整的套接字API或者完整的TCP/IP协议栈。
2021.01设计研发基于树莓派的智能探测小车设计刘天君，常昊，马准，王鹏家(北京信息科技大学机电工程学院，北京，100192)摘要：为了提高智能小车传感器信息传输处理能力,加强智能小车无人探测能力。
提出了一种以树莓派为控制核心，搭载超声波、红外线和摄像头作为探测模块的智能小车。
利用Python编程和WIFI传输模块使主控板处理传输多种传感器的信号。
釆用对位置信号的二次处理与图像信息的直接传输，使智能小车获得更精准的避障操作和更广泛的探测能力。
最后,经过实验验证小车无人避障精度提高，室内图像传输效果良好,在无人探测方面具有一定实用性。
关键词：树莓派；WIFI传输；信息处理；智能探测小车Smart detection car design based on Raspberry PiLiu Tianjun,Chang Hao,Ma Zhun,Wang Pengjia(School of Mechanical and Electrical Engineering,Beijing Information Science and TechnologyUniversity,Beijing,100192)Abstract；In order to improve the intelligent car sensor information transmission processing capacity, strengthen the intelligent car unmanned detection capability.A smart car with raspberry Pi as the control core and ultrasonic,infrared and camera as the detection module is proposed.Python programming and WIFI transmission modules enable the main control panel to process signals that transmit a wide range of sensors.With the secondary processing of position signal and the direct transmission of image information,the intelligent car can obtain more precise barrier avoidance operation and wider detection capability.Finally,after experiments,it is verified that the accuracy of unmanned barrier in the car is improved,the indoor image transmission effect is good,and it has some practicality in unmanned detection.Keywords:Raspberry Pi;WIFI transmission;Information processing;Intelligent detection car0引言近年来，随着机械制造技术和信息技术的飞速发展，机器智能化技术取得了长足的进步,相应的，智能机器的应用技术也在呈现全方位的进步趋势，各种类型的智能产品服务于各个领域，在各个领域中越来越发挥着难以替代的作用。
实验二：树莓派平台-------小车前进实验1、实验前准备图1-1 树莓派主控板图1-2 4个直流减速电机2、实验目的S SH登录树莓派后./运行之后，先延时2s，一直循环前进1s。
3、实验原理对于4路直流减速电机的控制我们采用的是TB6612FNG驱动芯片来驱动电机。
通过控制驱动芯片的AIN1,AIN2,BIN1,BIN2,PWMA,PWMB的电平高低来控制电机的正转，反转，停止。
本次实验主要是控制AIN1为高电平，AIN2为低电平，BIN1为高电平，BIN2为低电平，进而通过控制PWMA,PWMB在0-255之间控制小车的速度。
一路PWM控制小车一侧电机的速度。
4、实验步骤4-1.看懂原理图图4-1 树莓派电路图图4-2 电机驱动芯片TB6612FNG图4-3 树莓派40PIN引脚对照表4-2 由电路原理图可知AIN1,AIN2,PWMA,BIN1,BIN2,PWMB分别接在树莓派主控板上的40,38,36,37,35,33物理引脚上。
AIN1-----40----29(wiringPi编码)AIN2-----38----28(wiringPi编码)PWMA-----36----27(wiringPi编码)BIN1-----37----25(wiringPi编码)BIN2-----35----24(wiringPi编码)PWMB-----33----23(wiringPi编码)图4-4 引脚控制逻辑表4-3 程序代码如下：注：因为树莓派的40pin均可作为普通的GPIO口来使用，想用到PWM，则需要用到wiringPi中的软件PWM库。
可以在任意的树莓派GPIO上输出PWM信号。
使用前需包含相应的头文件：#include <wiringPi.h>#include <softPwm.h>当编译程序时，必须加上pthread库，如下：gcc advance.c -o advance -lwiringPi -lpthread具体详情见树莓派软件与文档文件夹中的wiringPi用户手册！输入：gcc advance.c -o advance -lwiringPi -lpthread ./advance即可看到小车前进的现象。
计算机科学与人工智能河南科技Henan Science and Technology总第811期第17期2023年9月收稿日期：2023-04-12作者简介：李承泽（2002—），男，本科生，研究方向：电子信息科学与技术。
基于树莓派和GPS 导航的智能避障小车设计李承泽（西北大学信息科学与技术学院，陕西西安710119）摘要：【目的】实现无人驾驶智能多功能小车的自动感知、规避障碍物功能，并使其按GPS 导航的路径行驶。
【方法】基于树莓派和GPS 导航对智能避障小车进行设计，以自主开发的多功能控制系统为小车的指挥协调中枢，从而实现小车高速行驶时的黑线循迹单元功能。
同时，系统通过轮询机制来实现均衡负载，可确保小车的操作能准确感知规避障碍物，并减少由每1s 进行一次数据传输造成的系统繁忙或网络拥塞。
【结果】研究结果表明，智能避障小车可自动准确地感知和规避障碍物，并按规划路径行驶。
【结论】基于树莓派和GPS 导航的智能避障小车设计具有良好的商业应用前景。
关键词：树莓派；GPS 导航；多功能控制系统；自动驾驶中图分类号：TP368.1文献标志码：A文章编号：1003-5168（2023）17-0031-04DOI ：10.19968/ki.hnkj.1003-5168.2023.17.006Design of Intelligent Obstacle Avoidance Vehicle Based on RaspberryPi and GPS NavigationLI Chengze(School of Information Science and Technology,Northwestern University,Xi'an 710119,China)Abstract:[Purposes ]This paper aims to realize the automatic perception and obstacle avoidance functionof the unmanned intelligent multi-functional vehicle,and make it travel according to the path of GPS navigation.[Methods ]Based on Raspberry Pi and GPS navigation,the intelligent obstacle avoidance carwas designed.The self-developed multi-functional control system was used as the command and coordi⁃nation center of the car,so as to realize the black line tracking unit function when the car was running athigh speed.At the same time,the system realizes balanced load through the polling mechanism,which can ensure that the operation of the car can accurately perceive and avoid obstacles,and reduce the sys⁃tem busyness or network congestion caused by data transmission every 1s.[Findings ]The results show that the intelligent obstacle avoidance vehicle can automatically and accurately perceive and avoid ob⁃stacles,and drive according to the planned path.[Conclusions ]The design of intelligent obstacle avoid⁃ance vehicle based on Raspberry Pi and GPS navigation has a good commercial application prospect.Keywords:Raspberry Pi;GPS navigation;multifunctional control system;autonomous driving0引言基于GPS 的树莓派智能小车可通过状态分析系统来自动规划路线和识别交通信号，从而保证车辆的安全运行［1-5］。
基于树莓派的防疫辅助智能小车的设计基于树莓派的防疫辅助智能小车的设计一、引言当前全球正面临着新型冠状病毒疫情的挑战，疾病的传播给人们的生活和健康带来了巨大的威胁。
因此，迫切需要一种智能的解决方案来辅助防疫工作。
本文提出了一种基于树莓派的防疫辅助智能小车设计，旨在提供一种智能、高效、可靠的辅助工具，以确保公众健康安全。
二、设计原理1. 硬件设备本设计采用树莓派作为控制中心，配备一个摄像头、红外传感器、测温仪和发声装置。
树莓派通过连接这些设备，实现对环境的感知和相关数据的采集。
2. 功能模块（1）障碍检测模块小车通过红外传感器实时感知前方障碍物，当检测到障碍物时，采取相应的避障措施，例如停止前进或调整方向避开障碍物。
（2）体温测量模块摄像头配备红外线测温技术，能够准确测量人体体温。
小车通过摄像头测温仪获取人体体温数据，并上传到服务器进行分析。
（3）语音播报模块根据体温测量结果，小车可以通过发声装置播报相应的语音提示，例如体温正常或异常，提醒人们及时采取相应的防护措施。
三、系统架构1. 硬件连接将摄像头、红外传感器、测温仪和发声装置连接到树莓派的相应引脚上，建立硬件连接。
2. 数据处理树莓派通过摄像头实时采集图像数据，并通过图像处理算法提取人体体温区域。
然后根据红外传感器测量人体体温，并将数据上传至服务器进行分析。
根据服务器返回的结果，通过发声装置播报相应的语音提示。
3. 避障控制树莓派通过红外传感器感知前方是否有障碍物，当检测到障碍物时，根据相应的算法，控制小车停止前进或调整方向避开障碍物。
四、技术实施1. 摄像头数据采集使用树莓派的摄像头模块，利用OpenCV库进行实时图像采集和处理。
采用图像预处理技术，提取出人体体温区域。
2. 红外测温技术摄像头配备红外线测温技术，通过树莓派对红外传感器进行数据采集和处理，并得到准确的人体体温数据。
3. 发声播报根据服务器返回的体温测量结果，树莓派通过发声装置播报相应的语音提示，提醒人们采取相应的行动。
基于树莓派的遥控小车
我做这个项目的动机是在我的房子里移动一个相机，看看我出去时我家里的宠物在做什么。
该板将安装在 Pi 之上，并将具有如下功能：
•ADC 测量温度和电池电压。
•两个用于安装 DRV8825 步进电机驱动器的插座，使汽车移动和转动。
•输出打开灯。
•输出以操作食品分配器的螺线管。
•Raspberry 有一个摄像头，汽车是通过网页远程控制的。
补给品：
•Adafruit Industries 1979 (1)
•ADS1015IDGST (1)
•BUK9880-55A/CUX (2)
•Con 826629-2 (2)
•Kemet C1206C104K5RACTM (5)
•KEMET ESK107M025AE3EA (2)
•Panasonic ERJ-8ENF20R0V (3)
•Phoenix Contact 1725737 (1)
•Pololu DRV8825 (2)
•TE Connectivity 5-146281-2 (7)
•Vishay CRCW1206100KFKEA (6)
•Vishay TLLR4400 (1)
•Würth Elektronik 694103107102 (1)
附件包含：
•原理图
•PCB
•3D文件等
* 以上内容翻译自网络，原作者：PEDRO NEVES，如涉及侵权可联系删除。
