基于UWB定位和OpenMV识别的智能跟随行李箱设计

发布时间：2021-10-26 22:18

　　为解决人们日常出行时因行李过多过重而导致行进不方便的问题,提出基于UWB定位和OpenMV识别的智能跟随行李箱设计方案。设计以STM32F429单片机作为控制核心,采用UWB定位模块、OpenMV机器视觉模块、无线通信模块、超声波避障模块等做外设,通过OpenMV摄像头拍摄图像并结合机器视觉算法对图片信息进行处理以此识别行李箱使用者,以PID算法调控行李箱的跟随速度与滚轮的转向助力,使用UWB定位技术实时监测行李箱的位置。样机测试结果表明:系统能实现自动跟随、实时定位与通信以及避障等功能,达到了"释放双手"的目的。 

【文章来源】：成都工业学院学报. 2020,23(03)

【文章页数】：5 页

【部分图文】：

智能跟随行李箱系统结构

本设计以STM32F429为控制中心，Open MV模块通过I2C总线协议进行相关信息的获取与传输，UWB定位模块与无线通信模块分别通过2个串口进行通信，通过GPIO口(PA14、PB5、PB0、PB1)分别作为4个超声波的接收信号控制引脚，通过GPIO口(PA3、PA5)输出PWM信号控制电机驱动模块。整个电路采用12 V锂电池组供电，再通过稳压电路转换为5 V、3.3 V分别为单片机和定位系统供电。智能跟随行李箱系统电路原理框图如图2所示。2 系统设计

UWB定位系统由3个部分构成:电池供电的UWB定位标签、UWB基站(包含信号发射源和信号回收传感器)以及信号处理软、硬件平台，其原理如图3所示。多组基站对同一标签测距后，将所测数据上传到主控制板确定位置。设计中信号发射源和回收传感器集成一体，模块内置STM32微处理器，控制中心可以通过串口命令进行UWB参数设置、信号的发送和接收，并通过三角定位方式计算出基站与标签之间的距离。到达时间(Time of Arrival,TOA)、到达时间差(Time Difference of Arrival)、到达角度(Angle of Arrival,AOA)定位技术是UWB定位算法中比较成熟的几种定位算法。本设计采用TOA定位技术，TOA定位技术通过分别测量移动终端与3个或更多基站之间信号的传播时间来定位[4]。

【参考文献】：
期刊论文
[1]基于OpenMV的单目视觉二维码追踪小车设计与测试[J]. 赵举,李国斌,姜涛,杨学存,张波.  电子设计工程. 2019(19)
[2]基于OpenMV的无人驾驶智能小车模拟系统[J]. 安飒,廉小亲,成开元,王俐伟,李麟杰.  信息技术与信息化. 2019(06)
[3]一种提高无线电测距定位精度的有效方法[J]. 何世彪,孙宝刚,张力.  通信技术. 2019(02)
[4]基于STM32F4的电机控制系统设计[J]. 李传明,崔更申,尹鹏,黄廷辉,凌鸣.  计算机测量与控制. 2015(10)
[5]基于TOA和DOA联合估计的UWB定位方法[J]. 丁锐,钱志鸿,王雪.  电子与信息学报. 2010(02)



本文编号：3460293