本實用新型專利技術(shù)公開了一種基于STM32的智能小車自主尋優(yōu)控制系統(tǒng)，包括微控制器電路、與微控制器電路電源端相連接的電源電路、與微控制器電路檢測信號端相連接的自動避障和尋徑電路、與微控制器電路速度檢測信號輸入端相連接的速度檢測電路、與微控制器電路驅(qū)動輸出端相連接的電機驅(qū)動電路，電機驅(qū)動電路與小車車輪相連接，自動避障和尋徑電路包括超聲波傳感器和紅外光電傳感器，電機驅(qū)動電路包括驅(qū)動三極管和電機，驅(qū)動三極管的基極與微控制器電路的PWM輸出單元相連接，電機的控制端與驅(qū)動三極管的集電極相連接，在電機內(nèi)設(shè)有續(xù)流二極管。本實用新型專利技術(shù)的結(jié)構(gòu)簡單，適用性強，使用穩(wěn)定性被大大提升，適用范圍廣，智能性強且實用性好。
【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本技術(shù)屬于移動機器人
，具體涉及一種基于STM32的智能小車自主尋優(yōu)控制系統(tǒng)。
技術(shù)介紹
基于未知環(huán)境下的移動機器人，由于先驗知識的缺乏，使得環(huán)境建模只能在線自主地進行。在非結(jié)構(gòu)化環(huán)境中進行感知信息的分析和整合，需要具有大數(shù)據(jù)量的實時處理能力。而控制系統(tǒng)中的主控制器的計算能力很大程度上決定了移動機器人系統(tǒng)的智能程度，所以主控制器的選擇顯得尤為重要。采用8位單片機作為主控制器，優(yōu)點是價格便宜，但系統(tǒng)資源較少，處理能力有限，難以應(yīng)付較多的數(shù)據(jù)處理，并且實時性較差，只適合在簡單控制上應(yīng)用。
技術(shù)實現(xiàn)思路
為了解決上述技術(shù)問題，本技術(shù)提供了一種結(jié)構(gòu)簡單、使用穩(wěn)定性好且適用性強的基于STM32的智能小車自主尋優(yōu)控制系統(tǒng)。實現(xiàn)本技術(shù)目的的技術(shù)方案是：一種基于STM32的智能小車自主尋優(yōu)控制系統(tǒng)，包括微控制器電路、與所述微控制器電路電源端相連接的電源電路、與所述微控制器電路檢測信號端相連接的自動避障和尋徑電路、與所述微控制器電路速度檢測信號輸入端相連接的速度檢測電路、、與所述微控制器電路相連接的舵機、與所述微控制器電路相連接的上位機和與所述微控制器電路驅(qū)動輸出端相連接的電機驅(qū)動電路，所述電機驅(qū)動電路與小車車輪相連接，所述自動避障和尋徑電路包括超聲波傳感器和紅外光電傳感器，所述超聲波傳感器和紅外光電傳感器分別與所述微控制器的檢測信號輸入端相連接，所述電機驅(qū)動電路包括驅(qū)動三極管和電機，所述驅(qū)動
三極管的基極與所述微控制器電路的PWM輸出單元相連接，所述電機的控制端與驅(qū)動三極管的集電極相連接，在所述電機內(nèi)設(shè)有續(xù)流二極管，所述微控制器電路的主芯片型號為STM32F103C08。還設(shè)有與所述微控制器電路相連接的通信電路，所述通信電路包括有線通信電路和無線通信電路。所述紅外光電傳感器的主芯片型號為TCRT5000。所述有線通信電路的主芯片型號為TJA1050，且TJA1050芯片通過CAN總線與微控制器電路的CAN總線引腳相連接，所述無線通信電路的主芯片型號為PTR2000，且PRT2000與微控制器電路的串行拉口引腳相連接。本技術(shù)具有積極的效果：本技術(shù)的結(jié)構(gòu)簡單同時還具有以下積極效果，(1)通過傳感器配合電機驅(qū)動電路，可以依靠其自身攜帶的傳感器，感知周圍的環(huán)境并進行決策，進行諸如路徑規(guī)劃、定位、導(dǎo)航等操作，智能性強且大大提高了適用范圍；(2)小車在行進過程中，使用紅外傳感器和超聲波傳感器探測障礙物信息，同時通過使用里程統(tǒng)計的方法來獲得自身定位信息，大大提高了使用穩(wěn)定性，適用性強且實用性好；(3)還設(shè)有通信電路，可以根據(jù)需要進行人工手動控制，從而保證了控制的穩(wěn)定可靠性，適用性強，使用穩(wěn)定性被大大提升，適用范圍廣，智能性強且實用性好。附圖說明為了使本技術(shù)的內(nèi)容更容易被清楚的理解，下面根據(jù)具體實施例并結(jié)合附圖，對本技術(shù)作進一步詳細的說明，其中：圖1為本技術(shù)的結(jié)構(gòu)框圖。具體實施方式(實施例1)圖1顯示了本技術(shù)的一種具體實施方式，其中圖1為本技術(shù)的結(jié)構(gòu)框圖。見圖1，一種基于STM32的智能小車自主尋優(yōu)控制系統(tǒng)，包括微控制器電路1、與所述微控制器電路1電源端相連接的電源電路2、與所述微
控制器電路1檢測信號端相連接的自動避障和尋徑電路3、與所述微控制器電路1速度檢測信號輸入端相連接的速度檢測電路4、與所述微控制器電路相連接的舵機7、與所述微控制器電路相連接的上位機8和與所述微控制器電路1驅(qū)動輸出端相連接的電機驅(qū)動電路5，所述電機驅(qū)動電路5與小車車輪相連接，所述自動避障和尋徑電路3包括超聲波傳感器31和紅外光電傳感器32，所述超聲波傳感器和紅外光電傳感器分別與所述微控制器的檢測信號輸入端相連接，所述電機驅(qū)動電路5包括驅(qū)動三極管51和電機52，所述驅(qū)動三極管的基極與所述微控制器電路的PWM輸出單元相連接，所述電機的控制端與驅(qū)動三極管的集電極相連接，在所述電機52內(nèi)設(shè)有續(xù)流二極管53，所述微控制器電路的主芯片型號為STM32F103C08。本實施例中智能小車的設(shè)計思想是作為在路面環(huán)境較好的場合中工作的機器人使用，所以采用四輪式機器人。四輪機構(gòu)在穩(wěn)定性方面強于三輪機構(gòu)。而一般輪式移動機器人轉(zhuǎn)向裝置的結(jié)構(gòu)通常有兩種方式，第一種方式是使用舵機轉(zhuǎn)向，在此方式下前輪是自由輪，后輪是驅(qū)動輪，使用一個電機進行驅(qū)動，轉(zhuǎn)向使用舵機控制轉(zhuǎn)向輪(前輪)實現(xiàn)；另外一種方式使用差動控制轉(zhuǎn)向，與舵機轉(zhuǎn)向相同的是，后輪是驅(qū)動輪，但左、右輪使用獨立的電機驅(qū)動，前輪為自由輪，轉(zhuǎn)向通過控制左右驅(qū)動輪速度的方式實現(xiàn)。綜合考慮到智能小車承載能力、穩(wěn)定性以及轉(zhuǎn)向精度的要求，系統(tǒng)采用了四輪差動轉(zhuǎn)向式，其中后部兩輪為驅(qū)動輪，前部兩輪為隨動萬向輪。本實施例中根據(jù)實際車體的架構(gòu)，對智能小車的結(jié)構(gòu)進行研究，在此基礎(chǔ)上建立起數(shù)學模型。此結(jié)構(gòu)實現(xiàn)了智能小車在有障礙物的復(fù)雜環(huán)境中選擇最優(yōu)路徑到達目標點。新型結(jié)構(gòu)利用舵機和差速電機相互配合，同時控制研究對象的轉(zhuǎn)彎。以STM32為主控制器芯片，結(jié)合CAN總線以及無線通信接口對智能小車進行控制。紅外光電傳感器負責識別路徑信息，然后將采集到的數(shù)據(jù)傳送給主控制器，主控制器通過控制策略給出精確的數(shù)據(jù)信息，最后利用舵機與差速電機相結(jié)合來控制小車的轉(zhuǎn)角以及行駛速度。控制策略的選擇也會在一定程度上影響到智能小車在路徑識別與跟蹤方面的性質(zhì)，如其準確性、穩(wěn)定性和實時性。因為被識別的路徑信息較為復(fù)雜，且具有不確定性，在路徑信息分析上選擇了模糊控制算法。通過對智能小
車的運行狀態(tài)進行觀察：發(fā)現(xiàn)智能小車可以在給定的路線上進行精準運行，其路徑識別表現(xiàn)良好，尤其是在精準度、穩(wěn)定性、以及速度控制上尤為突出，本技術(shù)的研究，將大幅度提高智能小車的性能。且本實施例中電機驅(qū)動芯片型號為L293D，使用電機驅(qū)動芯片不僅可以大大簡化硬件電路，而且輸出功率較大，有利于電機轉(zhuǎn)速的穩(wěn)定。實際使用中與主控制器PWM輸出信號連接，當EN引腳輸入為高電平狀態(tài)時，其控制的電機處于運行狀態(tài)，反之則處于停止狀態(tài)。引腳1Y、2Y、3Y、4Y為電機控制輸出端，其中1Y、2Y兩路用于控制一個電機的動作，另兩個端口用于控制另外一個電機的動作。電機驅(qū)動的工作原理是：在晶體三極管的基極輸入PWM脈沖，在ON的時間內(nèi)，由于輸入是高電平，此時三極管處于導(dǎo)通狀態(tài)，電機可以轉(zhuǎn)動。而在OFF時間內(nèi)，由于輸入是低電平，此時三級管處于關(guān)閉狀態(tài)，此時電機將停轉(zhuǎn)。但由于續(xù)流二極管的存在，在由ON的時間切換到OFF時間內(nèi)，電機線圈內(nèi)部將儲存部分能量，能夠提供給電機使之能夠在PWM脈沖的OFF區(qū)間，能繼續(xù)維持運轉(zhuǎn)狀態(tài)。還設(shè)有與所述微控制器電路相連接的通信電路6，所述通信電路包括有線通信電路61和無線通信電路62。電源電路：包括驅(qū)動電機所需的12V電源和主控制器系統(tǒng)所需的5V和3.3V電源；微控制器電路：作為控制系統(tǒng)的核心，主要用于信息的采集和數(shù)據(jù)的處理，協(xié)調(diào)系統(tǒng)中各個功能電路完成預(yù)定任務(wù)；自動避障和尋徑電路：自動避障電路通過超聲波傳感器和紅外光電傳感器對機器人運動過程中的障礙物進行檢測，然后傳送相應(yīng)信號給主控制器處理，驅(qū)動智能小車按照預(yù)定路徑前進，如果智能小車沒能正常駛?cè)腩A(yù)定軌道，系統(tǒng)便會及時發(fā)出報警信息幫助智能小車避障并開始自動尋徑；電機驅(qū)動電路：負責機本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護點】
一種基于STM32的智能小車自主尋優(yōu)控制系統(tǒng)，其特征在于：包括微控制器電路、與所述微控制器電路電源端相連接的電源電路、與所述微控制器電路檢測信號端相連接的自動避障和尋徑電路、與所述微控制器電路速度檢測信號輸入端相連接的速度檢測電路、與所述微控制器電路相連接的舵機、與所述微控制器電路相連接的上位機和與所述微控制器電路驅(qū)動輸出端相連接的電機驅(qū)動電路，所述電機驅(qū)動電路與小車車輪相連接，所述自動避障和尋徑電路包括超聲波傳感器和紅外光電傳感器，所述超聲波傳感器和紅外光電傳感器分別與所述微控制器的檢測信號輸入端相連接，所述電機驅(qū)動電路包括驅(qū)動三極管和電機，所述驅(qū)動三極管的基極與所述微控制器電路的PWM輸出單元相連接，所述電機的控制端與驅(qū)動三極管的集電極相連接，在所述電機內(nèi)設(shè)有續(xù)流二極管，所述微控制器電路的主芯片型號為STM32F103C08。
【技術(shù)特征摘要】
1.一種基于STM32的智能小車自主尋優(yōu)控制系統(tǒng)，其特征在于：包括微控制器電路、與所述微控制器電路電源端相連接的電源電路、與所述微控制器電路檢測信號端相連接的自動避障和尋徑電路、與所述微控制器電路速度檢測信號輸入端相連接的速度檢測電路、與所述微控制器電路相連接的舵機、與所述微控制器電路相連接的上位機和與所述微控制器電路驅(qū)動輸出端相連接的電機驅(qū)動電路，所述電機驅(qū)動電路與小車車輪相連接，所述自動避障和尋徑電路包括超聲波傳感器和紅外光電傳感器，所述超聲波傳感器和紅外光電傳感器分別與所述微控制器的檢測信號輸入端相連接，所述電機驅(qū)動電路包括驅(qū)動三極管和電機，所述驅(qū)動三極管的基極與所述微控制器電路的PWM輸出單元相連接，所述電機的控制端與驅(qū)動三極管的集電極相連接，在所...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：蔣春利，李政林，黃丹，秦小虎，王志，
申請(專利權(quán))人：廣西科技大學，
類型：新型
國別省市：廣西;45
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