【2023 · CANN训练营第一季】基于Atlas 200I DK A2的智能小车设计与实现 笔记

【2023 · CANN训练营第一季】基于Atlas 200I DK A2的智能小车设计与实现 笔记

智能小车三维结构设计基本原则

从零开始设计并搭建智能小车，在满足外观要求的基础上，要满足小车运转过程中的运动干涉率为0，并且需要考虑实际安装时的易用性与可行性，以及智能小车的重心位置的控制等。

组装硬件安装原则

自底部开始安装承载部分和电源，注意麦克纳姆轮的安装方向以及螺丝的固定顺序，在铝合金外壳加工差异下，优先固定精度高的螺孔，确定所有接线正确后再固定外壳。

ESP32控制器

ESP32单片机实现控制原理

小车上需要使用ESP32进行控制的主要为四个电机以及摄像头云台的两轴舵机，二者的实现方式均是依靠PWM信号脉冲的占空比，改变信号的占空比就可以改变电机的转速以及舵机旋转的角度。

通信协议及控制逻辑

串口通信的方式是单一字节传输，为了减少指令传输时间、提高控制灵敏度，将控制指令数据格式定义为7个short类型的有符号数字。其中前四位是对应四个电机的速度值，后接两个舵机的角度值，最后一个是校验码。

舵机及其控制

舵机是由直流电机、减速齿轮组、传感器(可变电阻）和控制电路组成的一套自动控制系统。

舵机只能在一定角度内转动（有最大旋转角度比如：180度），支持反馈转动的角度信息（如果带编码器就可以反馈角度），支持控制某物体转动一定角度。

舵机的控制原理：舵机的输入线共有三条，红色是电源线，棕色是地线，这两根线给舵机提供最基本的能源保证，主要供能是电机的转动消耗。另外一根线是控制信号线，一般为桔黄色。舵机的信号线作为输入线用于接收PWM信号（定时器产生）。一般PWM的周期是20ms，那么对应的频率是50hz。那么改变不同的占空比就可以控制转动的角度。其中占空比从0.5到180度，呈线性变化。

超声波传感器

探头发出的超声波脉冲，传到物体表面，反射后传到接收探头，测定出超声脉冲从发射到接收所需的时间，根据传输媒质中的声速，计算从探头到物体表面之间的距离，工作原理如下：

采用IO口TRIG触发测距，给至少10us的高电平信号；

模块自动发送8个40khz的方波，自动检测是否有信号返回；

有信号返回，通过IO口ECHO输出一个高电平，高电平持续的时间就是超声波从发射到返回的时间；

测试距离 = (高电平时间 * 声速(340M/S)) / 2。