使用底盘套件和配件，设计多功能两驱驱动直行机器人汽车

通过使用底盘套件和配件，可以更轻松地搭建机器人汽车。底盘套件为大多数微控制器板提供了构建机器人的全部组件。以下是用于组装底盘套件的部件：

2WD机器人智能汽车套件 x1

关于本项目

该项目的基本理念是开发一个可控制且适合车载网络的模块。本文展示了如何设计并制作一个低成本的智能Arduino双轮驱动模块，可通过串口进行控制。我的解决方案采用MPU 6050及相应的软件，以校正电机硬件缺陷，从而避免机器人汽车无法保持直线行驶的问题。控制指令采用标准格式定义。

该系统基于开源硬件Arduino，支持多种通信方式，如USB、Wi-Fi、以太网、串口PC遥控或蓝牙。这项工作的成果是一个可配置且灵活的用户界面，适用于汽车演示系统，可以轻松更新、定制，并在无需重新编译或更新程序的情况下，为新应用提供支持。

Wi-Fi 是移动设备最常用的通信协议。在我的以往项目中，我曾添加 ESP32-CAM 相机模块，并将串口连接到机器人上的 Arduino Uno，从而为汽车机器人和机械臂构建了遥控器。我还开发了一个项目，使移动设备能够通过 Wi-Fi 与 ESP32 板进行交互。接下来我将展示如何使用不同的设备来控制车轮，以及实现图像或人脸识别功能。最简单的 Arduino 负责电机控制，而 ESP32 可用于调节图像流传输和图像识别。它还能生成“跟随模式”下的驾驶控制指令。

你需要什么

上图中所示的任何设备都可以用作平台的控制器。正如我所说，您可以使用不同的设备，并根据需要自定义命令。在许多情况下，我们不仅希望发送指令(如“向前行驶”)，还需要同时传输相关的数值(如“多长时间?”、“多快?”、“多远?”)。

例如，要控制机器人，我们可以使用“左”和“右”这两个命令，每个后面都跟着一个数字，表示对应电机应提供多少油门。

在项目“使用ESP32实现机器人远程控制与视频监控”中，我们使用了一张不同命令的表格。为了满足我们的需求，我们稍作修改，建立了以下命令：

按钮用于控制车辆向左、向右、前进和倒车移动。

要控制摄像头，我们可以更改命令，例如将左侧的“2”和下方的“4”改为完整的伺服电机水平或垂直位置指令，每个指令后都跟着一个数字，表示角度位置的指示值。

代码

在本项目中，我们采用了我之前项目中的现成解决方案。补充部分包括负责伺服控制和程序循环的子程序，这些子程序会调用通过串行接口传来的指令。主程序循环部分的部分内容已修改，以实现与计算机或其他连接的控制设备通过串行连接进行通信。

在“case switch”部分，所有需要的功能均已调用，其中一些是直接调用，另一些则通过控制变量实现。

在“Loop”程序部分，“Forward”(前进)和“Back”(后退)子程序必须保持不变，因为它们需要持续更新，这一点对其他伺服功能同样适用。而其他如“Left”(左)、“Right”(右)和“Halt”(停止)等函数只需被调用一次即可执行。

关于直线前进的基本程序已在本页面详细说明。

商店中有很多不同的应用程序可用于控制机器人，其原理大致相同。但区别在于图形设计。为了方便使用HC-06蓝牙模块控制机器人或机械臂，我们特别采用了APP控制方式。

最简单的应用程序包含10个控制键。当HC-06蓝牙模块通过APP成功连接到安卓手机后，按下控制键，安卓手机便会发送并接收相应的数值。

我为命令集添加了一些新指令。V和H命令分为两部分。通过Serial.ParseInt函数可以从串口读取多个字符，从而更新角度值。随后，子程序MovToV()和MovToH()会将舵机控制至指定位置。

例如，要控制舵机，可以使用“2”表示“左”，“3”表示“右”，或“4”表示“下”，“1”表示“上”。对于这两种运动，速度限制为每40毫秒内变化1度(命令延迟时间t)，从而在运动过程中获得更清晰的图像质量。

但如果我们需要伺服控制的精确角度，就使用命令 H 或 V 来指定水平或垂直位置，后面跟着一个数字，表示应将伺服器置于哪个位置。例如，在串口监视器中输入或通过 Processing 发送的完整命令可以是“H120”或“V-60”。

子程序 SchwenkV() 和 SchwenkH() 可使伺服在指定方向移动，但速度较慢，每度运动时间为 t 毫秒(标准为 40ms)。

这两个子程序都预设了边界移动限制。垂直相机移动子程序的移动范围限制在 50° 至 130° 之间，但水平方向无此限制。

子程序 mov() 会将相机重新设置到初始位置(90°)，用于全景拍摄和倾斜伺服。程序还处于主循环中，当串口接口收到命令“5”时即开始运行。

子程序 stp() 会将所有变量重置为零，以便执行新的伺服动作。

子程序 halt() 用于停止模块的运动，其中已包含子程序 stp()，可停止所有伺服电机。

安装完成后，若连接正常，即可使用简单程序测试电机。像“前进”或“后退”这样的子程序必须正常工作，同时“左转”或“右转”等功能如果连接良好也应能正常运行。

结论

这种机器人汽车可用于多种用途。它既可用于工业领域，也可用于军事或民防部门，在自然灾害或战争发生时协助搜救幸存者。此外，还可进一步开发为配备机械臂的机器人，并编程用于在科学实验室中协助开展实验。此类应用可参见此处的教程。

本文编译自hackster.io