基于STM32的智能巡线小车系统设计

芯片为核心主控电路板，提出一种在复杂多路径白色引

导线上利用灰度传感器、六轴传感器和霍尔传感器选择 设定路线进行快速自动行驶的方案，实现智能小车在复

杂场地中快速寻迹、避障的功能。关键词:UCOSIII ；多路线;快速寻迹；多岔路口近年来,IW繼稠土会的極輝，智能母的瞅® 来越受到关注,智能小车可以用坯输、无A驾驶等方面，应

用前景广阔。普通力洋只能在简单的场ft行驶，如直线、圆形,

无法在多路径的复杂场景行驶。本设计实现在复杂多路径白

色引舷上，沿设置好的路线快速行驶，精确到达目的地。1 硬件设计该智能小车的控制器组成包括主控电路、驱动电路、电

源电路以及各种传感器。主控电路为自行设计的电路板, 通过接受各个传感器的数据进行分析处理控制小车的整体

运行。驱动板为四路驱动,通过接收主控电路的PWM 和方向信号控制4个电机的转速和转向。电源板为整个小

车提供主控电路板5 V电压和驱动板12 V电压。2 系统设计与实现2.1控制流程系统上电运行，进行系统初始化，使能UCOSIII的时间

片轮转功能，进行相关底层寄存器的配置,随后进行相关芯 片功能的驱硼始化街始任务中创靈图任务、实时PID

运算任务、传感 与接收任务和LCD 歸任务。2.2巡线实现本设计的实现依赖于灰度传感器、霍尔元件和六轴传

感器。其原理是通过灰度传感器对白色引导线的检测，控

制电机的初步调速,使得八路灰度的中间2个灯落在白色 弓I导线上，初步保证小车不偏离引导线。随后,通过六轴传

感器检测小车的姿态，使得小车与引导线达到平行状态撮

后，霍尔元件对小车的4个车轮进行测速，通过PID调节 使得4个车轮的速度一致，保证小车直线行驶，在保证小车 稳定性的基础上增加其速度,实现快速行驶,节约时间。2.3多岔路口转向当小车遇到多岔路口时，首先依靠灰度传感器检测是

否进入多岔路口，当进入时,记录下当前的航向角,进行左 作者简介：刘涛(1997-),男，软件工程专业软件嵌入式, 本科在读。钟如意(1997-),女，软件工程专业机械设计制 造及自动化方向，本科在读。朱梅(1980-),女，硕士，实 验师，主要研究方向为计算机综合实验。陈敏(1972-),男， 硕士，副教授,主要研究方向为移动机器人及机电一体化系统。

98《湖北农机化＞2019年第13期转或右转，转动的同时，不断刷新航向角，与最初的航向角 进行对比，当达到设置好的航向角时，即可跳出转向函数, 实现多岔路的转向。3 实验及测试结果为了对该智能小车进行测试，设计了如下的复杂轨道。 该图实际尺寸为10 x 7 m,其中任意黑色方框可为小车的 起点或者目的地，智能小车根据事先设定好的路径，到达该

地图的任意位置。为测试该智能小车的巡线性能，设计图中A地到E地 的路线。改路线模拟复杂的路况，对小车进行检测。该智

能小车首先从A地出发，依次经过①一dMW路口到达

E地，随后从E地沿原路返回。总用时为10s。经过多次

随机测试，均能成功到达且最终平均时间为16 So4结论该智能小车基于UCOSIII的智能巡线小车系统，实现 在复杂巡线场景下的自动行驶。本设I十在保证精确到达目 的地的前提下大幅提高了速度,节约时间成本，具有十分广

泛的应用前景。畚考文献：[1]张海兵，郭峰，岳彩浩，等.基于STM32单片机的智能巡线

小车[J].山东工业技术,2017(07)： 158.⑵张错，李世光,朱晓莉，等.基于STM32的智能巡线小车⑴.

电子测量技术,2012,35(02):105-107.[3]惠鸿忠，李健，成敬敏,等.基于单片机控制的智能巡线小车

的研制[J].电工技术,2009(10):41-42.⑷莫太平，杨宏光，刘冬梅.面向多路线的智能循迹小车的设

计与实现LJ].自动化与仪表,2014,29(04)：6-9.[5] 时巧，李财，邓渊.智能巡线小车的设计[J1.微型机与应甩

2015,34(09):78-80.[6] 胡文华，周新志.智能巡线小车的多模式速度控制系统[J].

微计算机信息,2008(19):4-5+ 16.(收稿日期= 2019-05-20)