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IntoRobot智能小车的设计

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发表于 2016-11-7 21:53:34 | 显示全部楼层 |阅读模式
转载自:http://bbs.intorobot.com/thread-968-1-1.html


一、智能小车简介
智能车辆又称为轮式移动机器人,是一个集环境感知、规划决策、自动驾驶等多种功能于一体的综合系统。当今半导体在汽车中的应用越来越普及,汽车的电子化已成为行业发展的必然趋势。它包括了汽车电子控制装置,即通过电子装置控制汽车发动机、底盘、车身、制动防抱死及动力转向系统等,到车载汽车电子装置,即汽车信息娱乐系统、导航系统、汽车音响及车载通信系统等等,几乎涵盖了汽车的所有系统。据统计,平均每辆车上电子装置在整个汽车制造成本中所占的比例不断上升,汽车电子的迅猛发展必将满足人们逐步增长的对于安全、节能、环保以及智能化和信息化的需求。

  智能小车是一个很好的试验模型,对各个层次的研究、仿真都有一定的实用价值。本次所设计的“遥控型智能车”采用IntoRobot neutron控制板为主控器,该控制板具有体积小、集成度高、支持在线编程与烧录并兼容Arduino编程方式、自带高速Wi-Fi与ARM处理器、接口丰富、软硬件全部开源等特点,可以大大缩短作品开发周期。采用编码器对小车车轮进行速度测量,由控制器进行PID控制,最终可使智能小车速度维持在我们的理想范围内。利用IntoRobot在线开发云平台提供的“游戏手柄控件”,可以很方便地实现小车的远程遥控控制。小车上半部分为机械臂,同样可以通过手机控件实现对机械臂的遥控控制。

   che1.jpg   


二、智能小车平台的搭建
智能小车采用12V电池供电,并经过降压稳压模块降压为5V和6.5V后可以分别给neutron控制板和机械臂的舵机供电。
小车驱动电机主轴加装编码器,可以在一定时间内对编码器脉冲个数进行计数,由控制器将数据处理后可以分别得到小车左右两轮的转速。通过与理想转速进行比较,利用PID算法可以获得车轮电机电压的调整值。这一过程实现了智能车速度环的闭环控制,可以使小车获得较为稳定的移动速度。
通过IntoRobot提供的“游戏手柄控件”(控件同时适用于手机App和网页Web端)可以实现遥控控制智能小车的速度档位选择、前进、后退、转弯等功能。控制信号通过neutron上的WIFI模块接收。
机械臂部分共六个自由度,由另外一个neutron控制板输出6路不同频率的PWM波分别进行控制6个关节处的舵机,实现机械臂在空间中的移动。两块neutron之间采用串口通讯,即可以由第一块neutron控制第二块neutron的PWM输出。

che2.jpg


        控制程序的编译可使用intorobot提供的在线编程,并且该编译系统已经将大部分常用函数封装好,用户只需要直接调用即可,可以省去很多底层的繁琐的配置过程,非常有利于产品或系统的快速开发,大大缩短了编程周期。
  

三、智能小车使用说明
(一)游戏手柄控件
   che3.jpg

  (1)速度选择键:1、2、3、4分别对应四个档位的速度,按键值越大速度越快。档位键按下一次便可选择档位,直到按下其他档位键或者停止键,才会改变当前速度。
  (2)停止键:按下停止键,小车停止。
  (3)方向控制键:控制小车前进、后退、左转弯、右转弯。按下前进键,小车前进,再次按下前进键,小车停止。再一次按下前进键或者后退键,小车会再次前进或后退。后退键的使用方法同前进键。
而左转键、右转键需要持续按住小车才会左转、右转,一旦松开按键,小车恢复直线行驶。
(二)机械臂控件
che4.jpg

舵机控制板比较简单,从上到下6个滑动条分别对应机械臂从“底座”到“机械爪”6个舵机(即滑动条“从上到下”对应机械臂“从下到上”)。拖动相应滑动条,对应的关节便会转动。
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