基于STM32的小型排障智能车设计与实现

摘要

无线遥控的排障智能车是单片机、传感器、通信、机械原理、图像采集、信号检测技术等多门学科的融合，是当前最为活跃的研究领域之一，越来越多的应用在智能机器人、军事工业、民用等领域。排障智能车可代替人处理一些简单的排障排爆作业。它具有体积小、生存能力强等特点。在恶劣环境下可以扩展成用于军事侦察、排弹、防爆、防核化等危险特种作业。
　　本文首先对排障智能车的发展与研究现状进行了探讨，通过参考文献提出目前排障智能车中存在的问题，即可操控性较差，成本较高，车体机动性能不高，无线操控距离短，排障排爆机器人完全由人工键盘操作或者遥操作，智能性应用较少，而具有智能性的排障车为实现智能性需要用更多的高端硬件资源。本文通过对排障智能车的研究，提出了利用STM32控制器作为小车电子系统控制器，并且使用履带式小车底盘，利用红外线测距传感器模块、OV6620摄像头模块、“穿墙王”一公里无线传输模块、两自由度机械臂、以及电机驱动模块，经过机械安装和组合构成了基于STM32控制器的无线排障智能小车。它既具有人工操作手柄控制小车排障的功能，又具有一定的智能性，在一定距离内可通过红外测距感知障碍物并自动排除。操控手柄的设计利用集成USB外设功能的EZ-USB单片机和按键组合，可方便的通过USB将手柄按键控制数据传输给上位机，上位机软件再利用串口将控制指令传输给无线发射模块。小车无线接收模块接到控制数据后立刻开始动作，此方法操控性强，小车可以四个方向灵活行动。操控范围大，利用穿墙王无线模块操控范围可在500米以上。并且可以通过OV6620摄像头将图像无线传输至上位机。最后研究利用车载红外线测距模块，旋转搜索测距，通过模糊定位的方法实现小车在距离特定障碍物1米距离内，自动捕捉和抓取障碍物的功能。

目录

封面

声明

中文摘要

英文摘要

目录

第1章 绪 论

1.1 无线排障智能车的研究背景及意义

1.2 无线排障智能车的国内外发展和研究现状

1.3 当前无线排障智能车的主要功能

1.4 当前无线排障智能车应用中主要存在的问题

1.5 本文所做的主要设计和研究工作

第2章 基于STM32的小型排障智能车电子控制系统构建

2.1 智能车车体整体结构

2.2 智能车各部分硬件和软件设计

第3章 上位机控制硬件和软件设计

3.1 无线遥控装置硬件和软件设计

3.2 LABWINDOW软件设计

第4章 特定障碍物体的自动识别和捕捉

4.1 距离旋转搜索特定物体研究

4.2 模糊定位方法实现

4.3 机械臂自动抓取物体程序设计

第5章 实验和调试

5.1 操作手柄无线控制小车排障测试

5.2 小车自动抓取排障测试

第6章 总结与展望

6.1 总结

6.2 有待进一步研究的问题

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间发表论文情况