《2023DigiKey汽车应用创意挑战赛》-基于物流AGV小车的姿态...

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基于物流AGV小车的姿态控制

1 项目概述AGV 自动导引小车是指一种特殊运输小车，其结构上安装的有光学或电磁导引系统，并沿轨迹行驶。其起初应用于物料搬运行业，随着 AGV 技术的成熟，逐渐在其他行业兴起，极大程度节约劳动力，节约成本，实现智能化。该设计通过对 AGV 小车的基本组成以及工作原理的分析对整机进行把握，设计总体方案，确定驱动方式，使用差速转向达到结构的简单化，对小车机械部分进行设计并建模，控制系统采用单片机进行控制，利用其实际性能参数进行设计。通过直观的数据进行运动分析，验算设计结构的各种参数，来完成 AGV 自动小车设计。本文将从硬件以及软件角度实现AGV小车的自太监侧和数据上传等方面进行阐述说明。
当前情况下，工业制造不断进步，人们倡导高效智能的工作模式。在这种情况下，机器人就被科学家们研制出来，人们在工作中的各个工序可使用机器人来代替。其拥有很多特征，如能编程、智能化等，其中，移动机器人的一种就是自动导向小车 AGV（全称 Automat－ ed Guided Vehicl），是装备自动导航装置，能沿着轨迹行驶，具有安全保护及搭载移动运载功能的运输小车。其广泛地应用于当前的工业制造领域中，一般是起到储运物料的作用。把电池作为 AGV 小车的动力，能自动按一定轨迹运行的无人搬运车辆。核心在于无人与自动化，具有可编程可调节，自主驾驶完成指定的作业任务，提高自动化生产效率的特点。
在此背景下，AGV小车将成为物流行业的顶级支柱，各种哦各样的传感器也会在AGV小车上应用的更加广泛，我们今天要讨论的就是关于AGV小车的姿态检测以及数据上传的问题。

2 项目概要说明AGV小车在大型的物流中转站、物流分拣中心，发挥着重要的作用。我们将从硬件和软件框架方面对该应用做详细的介绍。
2.1 整体方案说明关于姿态检测，我们目前可以选择的比较多，可以使用的芯片也比较多，我们正好借助得捷这次的活动，让我们的创啊你项目得以落实。整体的应用框架打算使用ST的MCU做为主控器，使用MPU6050 作为核心传感器使用RS232/RS485作为数据传输接口将现有的数据传输给核心控制器，按道理来说们肯定是CAN总线最为合适。
2.2 传感器介绍ATK-MS6050 模块是正点原子推出的一款高性能三轴加速度+三轴陀螺仪的六轴传感器模块。该模块采用 InvenSense 公司的 MPU-6050 六轴传感器芯片作为核心，该芯片内部整合了三轴加速度传感器和三轴陀螺仪传感器，并自带数字运动处理器(DMP，Digital MotionProcessor)硬件加速引警，可以通过 IIC 接口，向应用端输出资态解算后的数据。同时InvenSense 公司提供了 DMP 的驱动库，非常方便地实现了姿态结算，降低了运动处理运算对应用端的负荷，同时也大大降低了开发难度。
ATK-MS6050 模块具有:休积小、自带 DMP、自带温度传感器、支持 IC 从机地址设置、支持中断、兼容 3.3V/5V 系统、使用方便等特点。
ATK-MS6050 模块的各项基本参数，如下表所示:

MPU-6050 是 InvenSense 公司推出的全球首款整合性六轴运动处理组件，相较于多组件方案，免除了组合陀螺仪与加速器时之轴间差的问题，减少了安装空间。MPU-6050 内部整合了三轴陀螺仪和三轴加速度传感器,并且含有一个第二 IIC 接口(本模块未引出)，可用于连接外部磁力传感器，并利用自带的数字运动处理器 (DMP，DigitalMotion Processor) 硬件加速引擎，通过 IC 接口，向应用端输出完整的九轴融合演算数据。同时，InvenSense 公司提供了 DMP 的驱动库，非常方便地实现了姿态结算，降低了运动处理运算对应用端的负荷，同时也大大降低了开发难度。

MPU-6050 的特点包括:

1：以数字形式输出六轴或九轴(需外接磁力传感器)的旋转矩阵、四元数(quatermion)、欧拉角格式(Euler Angle forma)的融合演算数据(需 DMP 支持)

2：具有 131LSB/dps 敏感度与测量范围为士250、500、士1000 与2000 的三轴角速

度感测器(陀螺仪)

3：集成可程序控制，范围为士2g、士4g、士8g 和16g 的三轴加速度传感器

4：移除加速器与陀螺仪轴间敏感度，降低设定给予的影响与感测器的飘移

5：自带数字运动处理(DMP，Digital Motion Processing)引警可减少 MCU 复杂的融合演算数据、感测器同步化、姿势感应等的负荷

2.3 开发板介绍STM32F746G-Discover 开发板是ST公司推出的高端的开发板之一，带有一个4.3寸的触摸屏，板载STLINK下载器，NANDFlash，带有USB接口，以太网接口，音频接口，SDRAM，SD卡接口，

3软硬件框架3.1 硬件结构说明针对于STM32NG，由于是支持ARDUINO接口，所以针对这个接口，我做了扩展整个的硬件结构如下：

3.2 软件框架说明整体的框架比较简单，整体的框架如下：

4测试结果说明4.1 数据硬件连接方式

4.2 数据测试结果

好了，这次数据测试到这里，很高兴参加得捷的这次活动，感谢与非网，感谢得捷的赞助。