智能小車(chē)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

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【摘要】智能化已經(jīng)成為未來(lái)產(chǎn)業(yè)發(fā)展方向,本設(shè)計(jì)基于手繪控制的智能小車(chē)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì),融合了嵌入式技術(shù)、無(wú)線網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、Android移動(dòng)應(yīng)用開(kāi)發(fā)技術(shù)以及機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)小車(chē)的智能控制，讓用戶(hù)操作操作變得更為簡(jiǎn)單,該小車(chē)可按照手繪指令規(guī)劃路徑，并實(shí)現(xiàn)自動(dòng)尋跡、超聲波避障以及自動(dòng)規(guī)劃路徑等功能。

【關(guān)鍵詞】Android;智能小車(chē)；手繪控制；自動(dòng)規(guī)劃

1引言

隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)以及移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的快速發(fā)展，利用智能終端進(jìn)行遠(yuǎn)程無(wú)線監(jiān)控的應(yīng)用越來(lái)越多，例如智能家居、智能交通、智能物流等。目前基于智能小車(chē)的研究也很多，主要包括智能超聲波避障、路徑規(guī)劃算法，本系統(tǒng)采用移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與傳統(tǒng)的智能小車(chē)控制技術(shù)相結(jié)合，手繪方式，實(shí)現(xiàn)了小車(chē)的靈活控制。

2主要研究?jī)?nèi)容

本系統(tǒng)設(shè)計(jì)主要研究?jī)?nèi)容包括智能小車(chē)的軟件設(shè)計(jì)、智能終端的軟件設(shè)計(jì)兩部分內(nèi)容。主要包括：STM32F103處理器控制模塊、電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊、尋跡模塊、超聲波測(cè)距模塊、攝像頭模塊、WIFI轉(zhuǎn)UART通信模塊以及智能終端。

3小車(chē)軟件模塊設(shè)計(jì)

利用UART接收數(shù)據(jù)采用中斷來(lái)實(shí)現(xiàn)，將接收的指令存入到指令環(huán)形鏈表中。主循環(huán)中從指令鏈表中逐條提取指令，并按照通信協(xié)議來(lái)解析指令，根據(jù)匹配去執(zhí)行相應(yīng)的運(yùn)動(dòng)包括前進(jìn)、循跡前進(jìn)、后退、左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)等動(dòng)作。這部分難點(diǎn)在于利用A*算法這種啟發(fā)式算法實(shí)現(xiàn)任意兩點(diǎn)最短路徑的規(guī)劃。

4Android移動(dòng)端開(kāi)發(fā)

Android移動(dòng)端主要實(shí)現(xiàn)了登錄模塊、網(wǎng)絡(luò)通信模塊、攝像頭監(jiān)控模塊、手繪模塊、參數(shù)設(shè)置模塊,限于篇幅本文僅對(duì)網(wǎng)絡(luò)通信模塊和手繪模塊進(jìn)行闡述。

4.1Android網(wǎng)絡(luò)通信模塊

網(wǎng)絡(luò)通信實(shí)現(xiàn)主要步驟：首先要配置相應(yīng)網(wǎng)絡(luò)訪問(wèn)和WIFI狀態(tài)獲取權(quán)限,并在onCreate()方法添加網(wǎng)絡(luò)嚴(yán)苛模式代碼；其次配置秧歌通過(guò)開(kāi)啟WIFI服務(wù)，獲取WIFI服務(wù)器端IP地址；第三步：根據(jù)IP地址和端口號(hào)，創(chuàng)建socket連接；第四步：開(kāi)啟網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)發(fā)送與接收線程。

4.2手繪模塊

手繪模塊有兩種控制模式：一種是通過(guò)手繪路徑控制，另一種只給定起點(diǎn)和終點(diǎn)。手繪該模塊利用自定義View類(lèi)MapView進(jìn)行圖案繪制，主要重寫(xiě)了onDraw(Canvascanvas)方法主要實(shí)現(xiàn)功能：（1）繪制圓，并將選中的圓重新繪制一遍，將選中的點(diǎn)和未選中的點(diǎn)區(qū)別開(kāi)來(lái)；（2）繪制被劃到相鄰（時(shí)間上先后）兩點(diǎn)的連線；（3）點(diǎn)與鼠標(biāo)當(dāng)前位置繪制軌跡。另外重寫(xiě)了onTouchEvent（）方法，該方法通過(guò)觸摸屏事件來(lái)設(shè)置重繪圖形類(lèi)型以及收集選中的點(diǎn)。還有重寫(xiě)了OnPatternChange（）方法，該主要實(shí)現(xiàn)手繪觸點(diǎn)監(jiān)聽(tīng)，通過(guò)相關(guān)算法獲取各點(diǎn)的順序號(hào)。第一種模式是根據(jù)順序號(hào)列表形成規(guī)劃的路徑，再通過(guò)路徑編碼形成控制命令，再調(diào)用網(wǎng)絡(luò)發(fā)送模塊發(fā)送指令到智能小車(chē)，從而實(shí)現(xiàn)了小車(chē)路徑的控制。第二種模式就是獲取到起點(diǎn)和終點(diǎn)順序號(hào)，解析出啟點(diǎn)和終點(diǎn)坐標(biāo)，并將指令發(fā)送給小車(chē)，小車(chē)底層自動(dòng)調(diào)用A*型算法，實(shí)現(xiàn)小車(chē)路徑的自動(dòng)規(guī)劃。

結(jié)束語(yǔ)

本系統(tǒng)使得用戶(hù)操作更為簡(jiǎn)單快捷，不需要復(fù)雜的編程，可以實(shí)現(xiàn)小車(chē)自動(dòng)路徑規(guī)劃也可以按照用戶(hù)的指令執(zhí)行相應(yīng)的操作。本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)大大提高產(chǎn)品的工作效率，在工業(yè)運(yùn)輸中有廣泛的應(yīng)用前景.

參考文獻(xiàn)：

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作者：左加偉 劉長(zhǎng)榮 單位：淮安信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院計(jì)算機(jī)與通信工程學(xué)院