隨著我國經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展、科技的不斷進(jìn)步和生活水平的不斷提高,人們的出行頻率大幅增加。在旅途中,我們享受著智能電子產(chǎn)品的便利的同時(shí),也體會(huì)著旅途帶來的疲憊,繁重的行李箱是造成旅途疲憊的重要因素。為解決這一問題,將現(xiàn)有技術(shù)運(yùn)用在行李箱中,讓行李箱實(shí)現(xiàn)對主人的自動(dòng)跟隨。本課題以UWB（Ultra Wide Band）技術(shù)為定位手段,利用紅外和超聲波測距技術(shù)檢測障礙物,通過輪轂電機(jī)驅(qū)動(dòng)行李箱對目標(biāo)進(jìn)行跟隨。本文首先對行李箱系統(tǒng)進(jìn)行總體規(guī)劃,詳細(xì)分析了系統(tǒng)的功能需求,根據(jù)功能劃分為不同模塊;其次,分析了系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的理論基礎(chǔ),包括基于自適應(yīng)卡爾曼濾波的UWB雙邊雙向測距法和跟隨目標(biāo)的TOA定位方法,以行李箱的運(yùn)動(dòng)和跟隨模型給出了跟隨控制策略;然后,對系統(tǒng)的軟硬件進(jìn)行具體設(shè)計(jì),將系統(tǒng)硬件以功能劃為分UWB基站和標(biāo)簽?zāi)K、壁障模塊和電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊,選擇合適的元器件設(shè)計(jì)出各個(gè)模塊的通用接口電路和主要功能實(shí)現(xiàn)電路,將系統(tǒng)軟件的設(shè)計(jì)分為UWB基站和標(biāo)簽?zāi)K測距軟件、避障模塊的障礙物檢測軟件、電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊的FreeRTOS多任務(wù)軟件。電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊通過RS485總線采集UWB基站的標(biāo)簽距離和避障模塊的障礙物距離等原... 

【文章頁數(shù)】：84 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題研究的背景及意義
    1.2 UWB起源及特點(diǎn)
    1.3 跟隨行李箱國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.3.1 國外跟隨行李箱研究現(xiàn)狀
        1.3.2 國內(nèi)跟隨行李箱研究現(xiàn)狀
    1.4 本文的研究內(nèi)容與結(jié)構(gòu)
        1.4.1 研究內(nèi)容
        1.4.2 論文結(jié)構(gòu)
第2章 跟隨行李箱系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)與理論基礎(chǔ)
    2.1 系統(tǒng)總體規(guī)劃
    2.2 UWB測距方法
        2.2.1 UWB測距原理
        2.2.2 AKF距離濾波方法
    2.3 UWB定位方法
        2.3.1 常用定位方法
        2.3.2 跟隨目標(biāo)的定位方法
    2.4 行李箱跟隨目標(biāo)方法
        2.4.1 行李箱運(yùn)動(dòng)模型
        2.4.2 跟隨模型與控制方法
    2.5 本章小結(jié)
第3章 跟隨行李箱系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)
    3.1 電源電路和通用外設(shè)電路
        3.1.1 電源電路設(shè)計(jì)
        3.1.2 通用外設(shè)電路設(shè)計(jì)
    3.2 UWB定位模塊硬件設(shè)計(jì)
        3.2.1 微處理器電路設(shè)計(jì)
        3.2.2 UWB射頻收發(fā)電路設(shè)計(jì)
        3.2.3 射頻疊層PCB設(shè)計(jì)
    3.3 避障模塊硬件設(shè)計(jì)
        3.3.1 超聲波發(fā)送電路設(shè)計(jì)
        3.3.2 超聲波接收電路設(shè)計(jì)
        3.3.3 紅外接近開關(guān)電路設(shè)計(jì)
    3.4 電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊電路設(shè)計(jì)
        3.4.1 微處理器電路設(shè)計(jì)
        3.4.2 驅(qū)動(dòng)與保護(hù)電路設(shè)計(jì)
        3.4.3 轉(zhuǎn)速測量電路設(shè)計(jì)
    3.5 本章小結(jié)
第4章 跟隨行李箱系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)
    4.1 系統(tǒng)軟件總體框架
        4.1.1 軟件功能結(jié)構(gòu)
        4.1.2 系統(tǒng)模塊間的RS485 通信協(xié)議
    4.2 UWB模塊軟件設(shè)計(jì)
    4.3 避障模塊軟件設(shè)計(jì)
    4.4 電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊軟件設(shè)計(jì)
        4.4.1 FREERTOS系統(tǒng)基礎(chǔ)知識
        4.4.2 電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊FREERTOS軟件設(shè)計(jì)
    4.5 本章小結(jié)
第5章 系統(tǒng)功能測試
    5.1 UWB射頻模塊測試
    5.2 避障模塊測試
    5.3 電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊測試
    5.4 整機(jī)測試
        5.4.1 非視距測距濾波測試
        5.4.2 標(biāo)簽的定位測試
        5.4.3 目標(biāo)跟隨測試
    5.5 本章小結(jié)
第6章 總結(jié)與展望
    6.1 本文工作總結(jié)
    6.2 下一步工作展望
致謝
參考文獻(xiàn)
攻讀學(xué)位期間獲得與學(xué)位論文相關(guān)的科研成果


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
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本文編號：3697619