论文总字数：19492字

摘 要

Abstract2

第一章 绪论 3

1.1. 小车控制系统研究的背景和意义 3

1.2. 智能小车系统的研究现状 3

1.3. 树莓派小车控制系统的主要工作 4

第二章 小车控制系统硬件的设计与实现 6

2.1. 小车控制系统硬件总体方案 6

2.2. 树莓派主控模块 7

2.3. 小车驱动模块硬件设计 10

2.4. 红外避障系统硬件设计 11

2.5. 红外循迹系统硬件设计 13

2.6. Wifi摄像头硬件设计 14

2.7. 智能小车的车体结构硬件设计 15

第三章 小车控制系统软件的设计与实现 17

3.1. 系统软件开发技术 17

3.2. 系统软件总体设计方案 18

3.3. 小车驱动模块软件设计 19

3.4. 红外循迹模块软件设计 20

3.5. 红外避障模块软件设计 22

3.6. Wifi摄像头模块软件设计 23

第四章 测试与调试 25

4.1. 系统总体测试 25

4.2. 小车运动功能测试 25

4.3. 小车循迹功能测试 26

4.4. 小车避障功能测试 26

4.5. 视频传输功能测试 26

第五章 总结与展望 28

致谢 29

参考文献 30

基于树莓派的小车控制系统设计

摘要:

随着人工智能技术发展的越来越快，智能小车在生活中被多处使用。当有一个具有爆炸和火灾风险的区域需要实时监控探测时，就无法使用固定摄像头和人力去解决。为了对危险区域进行移动视频监控，智能小车便有了重要研究价值，它可以通过外部传感器获得环境信息，在有障碍物的环境中自主运动，传递视频信息。

对此，本论文设计了一款智能小车，可以完成受控运动、自动循迹、自动避障以及远程视频传输的功能。这款智能小车的控制系统，是基于树莓派嵌入式处理器为主控模块来设计的。运用了树莓派、传感器、Python编程、人工智能等高新技术。以两驱四轮结构式小车作为机械平台，控制系统选择Raspberry Pi 4B为核心处理器，利用它微型处理器、外设接口资源多以及自带Wifi的特点为智能小车提供了一个功能齐全的硬件平台，在软件设计中使用Python编程来对主控程序进行编写。论文首先总体介绍了智能小车相关，然后分别介绍了具体硬件软件系统设计，再对整个系统进行测试与调试，最后对本次设计进行总结与展望。

关键词：树莓派 智能小车 红外避障 红外循迹 移动视频监控

Design of car control system based on raspberry pie

Abstract:学201

Because of the rapid development of artificial intelligence technology, intelligent car is used in many places in life. When there is an area with explosion and fire risk that needs real-time monitoring and detection, it can not be solved by fixed cameras and manpower. In order to carry out mobile video monitoring in dangerous areas, intelligent car has an important research value. It can obtain environmental information through external sensors, move autonomously in the environment with obstacles, and transmit video information.

In this paper, an intelligent car is designed, which can complete the functions of controlled motion, automatic tracking, automatic obstacle avoidance and remote video transmission. The control system of this intelligent car is designed based on the main control module of raspberry embedded processor. High and new technologies such as raspberry pie, sensor, python programming and artificial intelligence are used. The control system chooses raspberry PI 4B as the core processor. It provides a full-featured hardware platform for the intelligent car by using its microprocessors, many peripheral interface resources and its own WiFi features. In the software design, python programming is used to write the main control program. Firstly, the paper introduces the intelligent car, then introduces the specific hardware and software system design, then tests and debugs the whole system, finally summarizes and prospects the design.

Key words: Raspberry Pi; intelligent car; infrared obstacle avoidance; infrared tracking; mobile video monitoring

1. 绪论
   1. 小车控制系统研究的背景和意义

随着人工智能技术的不断发展，智能小车在我们的生活中运用的越来越广泛。在很多人力所不能及的情况下，都会选择使用智能小车去完成任务。

比如在出现火灾或者有爆炸风险的区域，需要对其进行探测和监控。传统的固定摄像头所监控的区域范围太小，如果要对全部区域进行监控，成本太高且不方便；人工倒是可以完成监控的任务，但是在人道主义原则下，这种行为会危害到人身安全，便不予采纳。而这种情况下，一个智能小车便可以完美地玩成任务。它可以完成自动避障和移动视频监控的任务，并且成本低、没有危险性。

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