公路智能移动机器人控制系统开发.docx

摘要：当今社会，由于城镇居住地与开发区工作地的分离，应运而生了潮汐车道这一概念，并在大多城市交通投入使用。但潮汐车道要求有护栏的移动以改变车道的行车方向，传统的人工换置费事费力。当然，一些城市的“拉链车”的使用也实现了护栏移动的半自动化，但这一方法仍然存在着费时以及需要人工操作的问题。

所研究的公路智能移动护栏系统开发就可以解决上述问题。在系统控制中，由两方面来实现智能移动：一、摄像头对小车的图像识别与定位；二、护栏底座小车的运动控制。系统应用openMV摄像头实时检测AprilTAG的位置与角度，并做出实时定位与及时纠偏。再运用NRF24LE1发射机接收openMV的指令并解码通过2.4GHz发送给NRF24LE1接收机。接收机接收指令、解码、并判断是否为控制小车运动的正确指令。通过这一原理来控制护栏下的小车实现正确的运动。

通过智能可移动护栏的系统调试与实验，小车在原理和代码的控制下可在规定时间内达到既定位置，即实现了规定的功能。

关键词：可移动护栏；智能移动；潮汐车道

目录

摘要

ABSTRACT

第一章  绪  论-1

1.1 发展现状-1

1.2 研究意义-1

第二章 总体方案设计-3

2.1 方案目标-3

2.2 控制元件选择-3

2.3 定位方案比较选择-3

2.3.1 GPS定位优缺点-3

2.3.2 UWB定位优缺点-4

2.3.3 LORA定位优缺点-4

2.3.4 AprilTAG定位优缺点-4

2.4 运动方案设计选择-5

2.4.1方案一 先逼近角度，再逼近位置-5

2.4.2 方案二 逼近位置-5

2.4.3比较方案一与方案二-6

2.5 智能可移动护栏结构设计-6

2.5.1 护栏支架结构设计-6

2.5.2 护栏整体结构设计-7

2.6 运动执行装置设计-8

2.7 系统控制设计-9

第三章 硬件方案设计-10

3.1 控制方案设计-10

3.2 硬件平台搭建-11

3.2.1 核心控制单元-11

3.2.2 无线收发模块-12

3.2.3 电机驱动模块-13

3.2.4 电池-14

3.2.5 电源稳压模块-15

第四章 软件编程-16

4.1程序开发流程及功能实现-16

4.1.1 NRF24LE1接收机实现-16

4.1.2 NRF24LE1发射机实现-16

4.1.3  OpenMV摄像头程序开发-17

4.2功能实现-17

4.3 通信协议-18

4.4程序流程-18

4.5 程序代码-20

第五章 系统实验-21

5.1实验名称-21

5.2 实验目的-21

5.3 实验器材-21

5.4 实验原理-21

5.5 实验过程-22

5.6 实验现象-23

5.7 实验结果-23

第六章 结  语-25

6.1 总结-25

6.2 展望-25

参考文献-26

致  谢-27

附  录-28

OpenMV摄像头程序-28

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