基于樹莓派的自動(dòng)壁障小車的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

劉澤偉

（廈門理工學(xué)院 現(xiàn)代工程訓(xùn)練中心，福建廈門，361000）

0 引言

在智能化時(shí)代，自動(dòng)駕駛、自動(dòng)避障的汽車成為未來汽車行業(yè)研發(fā)的主流趨勢[1]。本項(xiàng)目基于樹莓派設(shè)計(jì)的超聲波避障小車不僅具有用途廣泛、設(shè)計(jì)簡單、設(shè)計(jì)成本低等優(yōu)點(diǎn)，而且根據(jù)現(xiàn)實(shí)需求與其他模塊進(jìn)行很好地配合，市場前景廣泛。

1 整體架構(gòu)

從構(gòu)想中來看，本研究的自動(dòng)避障小車首先應(yīng)具備傳感功能，這主要是由超聲波避障模塊和攝像頭模塊組成，而小車的運(yùn)動(dòng)則通過電機(jī)驅(qū)動(dòng)。人機(jī)交互模塊主要有藍(lán)牙模塊和手機(jī)APP模塊，通過手機(jī)APP發(fā)送指令可以實(shí)現(xiàn)小車自動(dòng)避障運(yùn)動(dòng)到指定地點(diǎn)，這種功能可以用于自動(dòng)泊車、自動(dòng)避障等，可擴(kuò)展性極強(qiáng)。該小車總體結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 自動(dòng)避障小車的總體框架

2 硬件設(shè)計(jì)

■ 2.1 主控芯片

在本項(xiàng)目中，芯片也是自動(dòng)避障小車最核心的部件，主控芯片是連接避障模塊、運(yùn)動(dòng)模塊和交互模塊的橋梁，是自動(dòng)避障小車能順利運(yùn)行的大腦。通過對樹莓派各個(gè)版本的參數(shù)進(jìn)行對比，樹莓派3B+采用64位1.4GHz的四核CPU，相對于原來3B版本，3B+用上了更快的千兆以太網(wǎng)。本項(xiàng)目設(shè)計(jì)需要的視頻、影像等的輸出和輸入接口樹莓派3B+上都有，而且還自帶4個(gè)USB接口方便外接相關(guān)儀器或者零部件。整體而言，樹莓派3B+是本項(xiàng)目設(shè)計(jì)中較為理想的主控芯片。

■ 2.2 超聲波避障模塊

超聲波避障模塊其原理就是通過設(shè)備發(fā)射超聲波在遇到障礙物時(shí)被反射，通過發(fā)射與反射接收的時(shí)間差可以準(zhǔn)確地計(jì)算出小車與障礙物之間的距離。……