电频车自动跟随系统

电频车自动跟随系统，Python代码框架电频车自动跟随系统的基本原理是通过无线通信模块和超声波模块实现小车对移动目标的定位和跟随。你需要准备以下硬件模块：控制器模块：可以使用STM32单片机作为主控制器，负责接收无线信号和超声波信号，计算移动目标的位置，控制电机的转速和方向。无线收发模块：可以使用NRF24L01无线模块作为无线通信的方式，实现小车和移动目标之间的数据传输。超声波接收模块：可以使用HC-SR04超声波模块作为超声波信号的接收器，实现小车对移动目标的距离和角度的测量。电机及电机驱动模块：可以使用直流减速电机作为小车的驱动器，通过PWM信号控制其转速和方向。可以使用L298N电机驱动芯片作为电机的驱动器，实现PWM信号和电机之间的转换。报警模块：可以使用蜂鸣器或LED灯作为报警器，实现小车在遇到异常情况时发出提示。电源模块：可以使用锂电池作为小车的电源，提供稳定的供电。下面是一个可能的Python代码框架：#导入相关库importserial#串口通信库importtime#时间库importRPi.GPIOasGPIO#树莓派GPIO库#定义相关引脚NRF_CE=22#NRF24L01CE引脚NRF_CSN=8#NRF24L01CSN引脚TRIG1=16#超声波1TRIG引脚ECHO1=18#超声波1ECHO引脚TRIG2=36#超声波2TRIG引脚ECHO2=38#超声波2ECHO引脚TRIG3=40#超声波3TRIG引脚ECHO3=37#超声波3ECHO引脚AIN1=11#L298NAIN1引脚AIN2=13#L298NAIN2引脚BIN1=15#L298NBIN1引脚BIN2=29#L298NBIN2引脚PWMA=12#L298NPWMA引脚PWMB=32#L298NPWMB引脚BUZZER=31#蜂鸣器引脚#定义相关参数SERIAL_PORT="/dev/ttyAMA0"#串口端口号SERIAL_BAUDRATE=9600#串口波特率FIND_SIGNAL=b'F'#寻找信号字节DISTANCE_THRESHOLD=100#距离阈值（cm）ANGLE_THRESHOLD=10#角度阈值（度）SPEED_MAX=100#最大速度（%）SPEED_MIN=20#最小速度（%）SPEED_STEP=10#速度步进（%）PWM_FREQUENCY=50#PWM频率（Hz）#初始化GPIO模式GPIO.setmode(GPIO.BOARD)#使用物理引脚编号#初始化NRF24L01模块GPIO.setup(NRF_CE,GPIO.OUT)#设置CE引脚为输出模式GPIO.setup(NRF_CSN,GPIO.OUT)#设置CSN引脚为输出模式GPIO.output(NRF_CE,GPIO.LOW)#设置CE引脚为低电平GPIO.output(NRF_CSN,GPIO.HIGH)#设置CSN引脚为高电平#初始化超声波模块GPIO.setup(TRIG1,GPIO.OUT)#设置TRIG1引脚为输出模式GPIO.setup(ECHO1,GPIO.IN)#设置ECHO1引脚为输入模式GPIO.setup(TRIG2,GPIO.OUT)#设置TRIG2引脚为输出模式GPIO.setup(ECHO2,GPIO.IN)#设置ECHO2引脚为输入模式GPIO.setup(TRIG3,GPIO.OUT)#设置TRIG3引脚为输出模式GPIO.setup(ECHO3,GPIO.IN)#设置ECHO3引脚为输入模式#初始化电机及电机驱动模块GPIO.setup(AIN1,GPIO.OUT)#设置AIN1引脚为输出模式GPIO.setup(AIN2,GPIO.OUT)#设置AIN2引脚为输出模式GPIO.setup(BIN1,GPIO.OUT)#设置BIN1引脚为输出模式GPIO.setup(BIN2,GPIO.OUT)#设置BIN2引脚为输出模式GPIO.setup(PWMA,GPIO.OUT)#设置PWMA引脚为输出模式GPIO.setup(PWMB,GPIO.OUT)#设置PWMB引脚为输出模式#初始化报警模块GPIO.setup(BUZZER,GPIO.OUT)#设置BUZZER引脚为输出模式#初始化串口通信对象ser=serial.Serial(SERIAL_PORT,SERIAL_BAUDRATE)#初始化PWM对象pwm_a=GPIO.PWM(PWMA,PWM_FREQUENCY)#创建PWMA的PWM对象，设置频率为50Hzpwm_b=GPIO.PWM(PWMB,PWM_FREQUENCY)#创建PWMB的PWM对象，设置频率为50Hzpwm_a.start(0)#启动PWMA的PWM输出，初始占空比为0%pwm_b.start(0)#启动PWMB的PWM输出，初始占空比为0%#定义发送寻找信号函数defsend_find_signal():globalser,FIND_SIGNALser.write(FIND_SIGNAL)#向串口写入寻找信号字节#定义测量超声波距离函数（单位：cm）defmeasure_distance(trig_pin,echo_pin):globalGPIOGPIO.output(trig_pin,GPIO.HIGH)#发送10us的高电平触发超声波发射time.sleep(0.00001)GPIO.output(trig_pin,GPIO.LOW)whilenotGPIO.input(echo_pin):passstart_time=time.time()whileGPIO.input(echo_pin):passend_time=time.time()distance=(end_time-start_time)*340/2*100returndistance#定义计算移动目标位置函数（单位：cm，度）defcalculate_position():globalDISTANCE_THRESHOLDd1=measure_distance(TRIG1,ECHO1)d2=measure_distance(TRIG2,ECHO2)d3=measure_distance(TRIG3,ECHO3)ifd1>DISTANCE_THRESHOLDord2>DISTANCE_THRESHOLDord3>DISTANCE_THRESHOLD:returnNoneelse:x=(d1**2+d3**2-d2**2)/(4*d3)y=(d1**2-x**2)**0.5angle=math.atan(y/x)*180/math.pireturnx,y,angle#定义控制电机转速函数（参数：左轮速度，右轮速度，单位：%）defcontrol_motor_speed(left_speed,right_speed):globalSPEED_MAX,SPEED_MIN,SPEED_STEPleft_speed=max(min(left_speed,SPEED_MAX),-SPEED_MAX)#限制左轮速度在最大值和最小值之间right_speed=max(min(right_speed,SPEED_MAX),-SPEED_MAX)#限制右轮速度在最大值和最小值之间ifleft_speed>0:#如果左轮速度为正GPIO.output(AIN1,GPIO.HIGH)#设置AIN1为高电平，使左轮向前转GPIO.output(AIN2,GPIO.LOW)#设置AIN2为低电平elifleft_speed<0:#如果左轮速度为负GPIO.output(AIN1,GPIO.LOW)#设置AIN1为低电平，使左轮向后转GPIO.output(AIN2,GPIO.HIGH)#设置AIN2为高电平else:#如果左轮速度为零GPIO.output(AIN1,GPIO.LOW)#设置AIN1为低电平，使左轮停止GPIO.output(AIN2,GPIO.LOW)#设置AIN2为低电平ifright_speed>0:#如果右轮速度为正GPIO.output(BIN1,GPIO.HIGH)#设置BIN1为高电平，使右轮向前转GPIO.output(BIN2,GPIO.LOW)#设置BIN2为低电平elifright_speed<0:#如果右轮速度为负GPIO.output(BIN1,GPIO.LOW)#设置BIN1为低电平，使右轮向后转GPIO.output(BIN2,GPIO.HIGH)#设置BIN2为高电平else:#如果右轮速度为零GPIO.output(BIN1,GPIO.LOW)#设置BIN1为低电平，使右轮停止GPIO.output(BIN2,GPIO.LOW)#设置BIN2为低电平pwm_a.ChangeDutyCycle(abs(left_speed))#改变PWMA的占空比，控制左轮的转速pwm_b.ChangeDutyCycle(abs(right_speed))#改变PWMB的占空比，控制右轮的转速#定义控制小车跟随函数（参数：移动目标的位置）defcontrol_car_follow(position):globalDISTANCE_THRESHOLD,ANGLE_THRESHOLDifpositionisNone:#如果没有检测到移动目标的位置control_motor_speed(0,0)#停止小车运动beep(3)#发出三声报警音else:x,y,angle=position#解析移动目标的位置信息ifx>DISTANCE_THRESHOLD:#如果移动目标距离小车太远ifangle>ANGLE_THRESHOLD:#如果移动目标偏离小车中心太多（向左）control_motor_speed(SPEED_MIN+SPEED_STEP*angle/ANGLE_THRESHOLD,SPEED_MAX)#调整小车的转速，使其向左前进elifangle<-ANGLE_THRESHOLD:#如果移动目标偏离小车中心太多（向右）control_motor_speed(SPEED_MAX,SPEED_MIN+SPEED_STEP*abs(angle)/ANGLE_THRESHOLD)#调整小车的转速，使其向右前进else:#如果移动目标在小车中心附近control_motor_speed(SPEED_MAX,SPEED_MAX)#使小车直线前进elifx<-DISTANCE_THRESHOLD:#如果移动目标距离小车太近ifangle>ANGLE_THRESHOLD:#如果移动目标偏离小车中心太多（向左）control_motor_speed(-SPEED_MIN-SPEED_STEP*angle/ANGLE_THRESHOLD,-SPEED_MAX)#调整小车的转速，使其向左后退elifangle<-ANGLE_THRESHOLD:#如果移动目标偏离小车中心太多（向右）control_motor_speed(-SPEED_MAX,-SPEED_MIN-SPEED_STEP*abs(angle)/ANGLE_THRESHOLD)#调整小车的转速，使其向右后退else:#如果移动目标在小车中心附近control_m