基于Arduino和树莓派的智能小车的设计与实现

电子设计工程

EleｃtrｏniｃDesign Engineering

第２5卷Vｏl．２5第１5期Ｎｏ．１5２０１7年8月Ａug．２０１7

收稿日期：２０１６－０7－０7

稿件编号：２０１６０7０６０

作者简介：吴波涛（１９87—），男，江西南城人，硕士，工程师。研究方向：自动控制、机器人。

智能车也可称为轮式机器人，作为一种智能机器人的一个分支，在军事侦察、排爆、救灾抢险探测、工程勘探、工农业生产等领域有着广泛的应用[１－3]。随着电子技术的进步，智能车的研究得到迅速发展。当前，通过Ａrduinｏ和树莓派等开源硬件和传感器，即可进行智能车的快速开发[４－7]。Ａrduinｏ和树莓派做为开源平台，软硬件均开源，硬件接口丰富，可以免费获得平台电路原理图、开发接口等，非常适合二次开发。Ａrduinｏ自带Bｏｏtlｏader 程序，可直接通过USB 接口下载程序至开发板，开发和修改程序十分方便[8－９]。而树莓派作为微型计算机则可以实现网络通信等更复杂的功能。

文中提出一种基于Ａrduinｏ和树莓派的智能小车设计方案，以Ａrduinｏ板做为核心控制器，实现对小车的驱动控制、遥控和避障等功能；以树莓派板做为视频流服务器，实现实时视频图像传输功能。

1硬件设计

智能小车硬件构成包含底盘、3个车轮（两个前

轮、一个后轮）、直流电机、Ａrduinｏ控制板、树莓派板、舵机、蓝牙模块、红外接收模块，以及超声波传感器、摄像头等传感器，其中两前轮为驱动轮，分别由两个直流电机驱动，一个后轮为被动万向轮。控制板

基于Arduino 和树莓派的智能小车的设计与实现

吴波涛，孔金平，王湘

（中国卫星海上测控部江苏江阴２１４４3１）

摘要：为实现小车的远程遥控、视频传输和避障等功能，设计开发基于Ａrduinｏ和树莓派的智能小车。以Ａrduinｏ板为核心控制器，通过H 桥路芯片实现对直流电机的控制以控制小车行驶；利用红外遥控器和接收器实现远程遥控小车方法；利用超声波测距模块实时检测小车前方障碍物距离，设计基于障碍物距离的避障算法实现避障功能；利用树莓派板块和RＰi－Ｃaｍ－Web－Interfaｃe 实现车载摄像头实时视频网络传输功能。实验证明，该小车具备良好的远控功能，实时视频图像传输稳定，在侦察、消防等领域有广泛的应用基础。

关键词：智能车；网络实时视频；Ａrduinｏ；树莓派；无线遥控中图分类号：ＴＮ９９

文献标识码：Ａ

文章编号：１６7４－６２3６（２０１7）１5－００58－０４

Design and implementation of intelligent car based on Arduino and Raspberry Pi

WU Bｏ-taｏ，KOＮG Jin -ping ，WＡＮG Xiang

（China Satellite Maritime Tracking and Control ，Jiangyin ２１４４3１，China ）

Abstract:Ｔｏrealiｚe reｍｏte ｃｏntrｏl ，live -videｏtransｍissiｏn and ｏbstaｃle avｏidanｃe funｃtiｏn ，a sｍall ｃar based ｏn Ａrduinｏand Raspberry Ｐi is designed．Ａrduinｏbｏard is ｃｈｏsen as tｈe ｍain ｃｏntrｏl unit ，and ｃｏntrｏls tｈe DＣｍｏtｏr tｏdrive tｈe ｃar by using H bridge ｃｈip．Reｍｏte infrared ｃｏntrｏl unit and infrared reｃeiver are used tｏrealiｚe reｍｏte ｃｏntrｏl ｏf tｈe ｃar．Ultrasｏniｃrange finder ｍｏdule is used tｏdeteｃt distanｃe ｏf ｏbstaｃles in frｏnt ｏf tｈe ｃar ，and an ｏbstaｃle distanｃe based algｏritｈｍis designed tｏavｏid ｏbstaｃle during ｃar advanｃing．Ａnd a Raspberry Ｐi bｏard and RＰi -Ｃaｍ-Web -Interfaｃe is used tｏrealiｚe live－videｏtransｍissiｏn tｈrｏugｈnetwｏrks．Experiｍent sｈｏws tｈat tｈe reｍｏte ｃｏntrｏl funｃtiｏn ｏf tｈe ｃar wｏrks quit well ，and tｈe live videｏfrｏｍtｈe ｃar tｈrｏugｈnetwｏrks is fluent．Ｔｈis intelligent ｃar ｃan be widely used in surveillanｃe ，firefigｈting and ｍany ｏtｈer fields．

Key words:intelligent ｃar ；internet live videｏ；Ａrduinｏ；Raspberry Ｐi ；reｍｏte ｃｏntrｏl

－58－

万方数据