智能小车diy全攻略

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1、作者：www.embedream.com(嵌入之梦)推广发行：www.robotsky.com(机器人天空)智能小车DIY“全”攻略www.Embedream.com智能小车DIY“全”攻略首先声明：标题只是为了赶时髦，所谓“全攻略”实不敢当，所以将“全”字用引号括起。本文是为正准备DIY一辆智能小车或已在进行中的学生、玩家们提供一些综合、客观的信息，作为其方案选择、取舍的参考。系个人所见，欢迎交流、指正！一、起因之所以想写此文，一是因为笔者和智能小车打了多年交道，颇有一番心得，想与大家分享；二是目前智能小车DIY似乎很热，近日用Google搜了

2、一下，竟然有84万余条，虽说和那些时尚、八卦无法相比，但就一个科技类的内容，能有如此数量实属不易。要讨论智能小车DIY，首先应明确定义何谓“智能小车”？所谓“智能小车”，按笔者的理解应该是：具备感知环境能力，并且能对之做出相应反应的、能自动行驶的小车。之所以称之为“智能小车”，其与遥控车模和玩具的最大差别在于：能对环境做出反应，并且能脱离人工操纵自动行驶。至于感知环境的能力强弱、反应的准确与否只是其“智能”的高低，并不改变“智能小车”的实质。按此判断，寻迹小车、自动避障小车算，用手机遥控的小车、通过WiFi控制的小车严格说不算，虽然看上去技术比前

3、者先进，但就其本质而言，只能算是换了个遥控的通道和遥控器，其本质还是遥控车。除非小车执行的是“跟踪一个物体、前进到某个位置”等高级命令，而不是那种左转、右转、前进、后退之类的简单动作。第1页共74页智能小车DIY“全”攻略www.Embedream.com根据此定义，智能小车应该包含以下三部分：1、传感器——检测环境；2、控制器——根据传感器信息做出反应，发出小车控制信号或命令；3、小车——根据控制器命令或控制信号行驶。前两部分所有智能体都需要，并非智能小车专有。如智能飞机、智能轮船、机器人等，本文名为“智能小车DIY全攻略”，故先讨论智能小车特

4、有的部分——小车，其余部分另行撰文探讨。其次要界定的是：本文讨论的是“车”，默认是以轮子为行走主体，所有其它形式不在讨论之列。从两个角度展开：1、从小车本身分析，汇总各类小车的驱动形式，探讨其特征，以作为DIY选择的依据；2、从DIY者的需求分析，结合上述各类小车的优劣，给出实施的建议，供DIY者参考。二、小车大观谈到智能小车，首先应探讨轮子，其次探讨轮子的分布，最后再研究用什么驱动轮子？如何驱动？如何走好？关于小车的轮子以及轮子分布形式，《自主移动机器人导论》（西安交大出版社，ISBN7-5605-2161-4）一书描述的非常详细，在此将直接引

5、用（有下划线处）。2、1轮子的种类前面已经说过，本文只讨论以轮子为行走基础的小车。首先探讨轮子有哪些种类？第2页共74页智能小车DIY“全”攻略www.Embedream.com常见的轮子类型有：图1轮子的类型（摘自《自主移动机器人导论》P32）为增加DIY的感性认识将上图中所描述的几类轮子的实物图片罗列如下：2.1.1标准轮图2标准轮第3页共74页智能小车DIY“全”攻略www.Embedream.com标准轮有两个自由度：一个是绕轮轴转动，一个是绕以接地点为中心的垂直轴转动。向不同方向运动，必须先沿垂直轴操纵轮子。2.1.2小脚轮图3小脚轮和

6、标准论类似，其差别在于标准轮完成操纵无副作用，因为旋转中心通过接触地面点；而小脚轮绕偏心轴旋转，在操纵期间会引起一个力，作用于小车底盘。“球形万向轮”似乎具备了小脚轮的特点，但由于其结构原因，基本无实用价值，因为轮子很容易因杂物进入而无法顺畅转动，书中未作讨论的原因大概如此。实际上此“球”并非为轮子设计，而是自动化传送带转弯处的支点，属于输送机械领域。（http://www.free-trade.com.cn/free/Html/ProductList.asp?SortID=133&SortPath=0,123,133）图4球形万向轮第4页共74

7、页智能小车DIY“全”攻略www.Embedream.com2.1.3瑞典轮此轮名称颇多，此处按书中的名字。市场能见到的多数是90度结构的（或许是在其所在传输机械行业用不上）：图5瑞典轮瑞典轮和标准轮功能一样，区别在于其在主轮轴方向上有较低的阻力，可容易地产生非运动方向上的移动。其优点在于：虽然轮子旋转仅沿主轴提供动力，轮子以较小的摩擦，可以沿许多可能的轨迹按运动学原理移动（俗称“全向移动），而不仅仅是向前或向后。（这个轮子也是自动化传送带的一部分，照片中的轮子就是德国一个传输机械公司的产品。但是先作为轮子存在，之后再被拓展应用至传送带，还是反之

8、，就不得而知了。）2.1.4球形轮此处所讨论的球形轮是主动轮，即能提供动力的轮子。其机构类似于老式的机械鼠标，在原来的基础上增加了两根相