立项原因:公司圆形视觉小车需要全向避障能力,原方案单板架构传感器路数有限、超声波与 TOF 各自独立未融合、转向用开环舵机定位不准,导致避障盲区大、近远距测距切换不连贯、转向漂移。本项目的目标是采用 RS485 双板协同架构(主板管右半圈+副板管左半圈),集成 12 路超声波+6 路 TOF 实现全向避障,做超声波+TOF 数据融合测距(近距用 TOF 远距用超声波),并用舵机 PID 闭环转向替代开环,让圆形视觉小车成为公司传感器最密、架构最特别的底盘。
行业场景:视觉导航小车底盘,属于机器人移动平台底座层,是上层视觉、SLAM、导航算法的硬件承载层。圆形底盘通过双板协同架构管理密集传感器阵列,实现全向避障,广泛用于视觉导航、巡检、清洁等室内服务机器人场景,适合在复杂障碍物环境中巡航。
1、12 路超声波+6 路 TOF 全向避障模块:主板管右半圈、副板管左半圈,双板协同实现 360° 全向避障覆盖,超声波分时触发防串扰。
2、超声波+TOF 数据融合测距模块:近距用 TOF 激光测距(精度高)、远距用超声波测距(量程远),两者数据融合实现近远距测距无缝切换。
3、RS485 双板协同模块:主板(STM32F407)+副板(STM32F103)通过 RS485 半双工通信(1Mbps),自定义帧协议+CRC-16 校验,副板 20ms 周期上报传感器数据。
4、舵机 PID 闭环转向模块:用 PID 闭环控制舵机转向角度,替代开环舵机定位不准的问题,实现精确转向。
5、双板同步时间戳对齐模块:主板和副板用同步时间戳对齐传感器数据,保证全向避障数据的时间一致性。
我负责的具体任务:RS485 双板协议设计(自定义帧协议+CRC-16 校验+1Mbps 半双工)、超声波+TOF 数据融合算法、舵机 PID 闭环转向、副板 20ms 周期上报机制、双板同步时间戳方案、超声波分时触发防串扰、多板物理 ID 区分、终端电阻阻抗匹配、整机调试排错、开发日志编写。
技术栈与架构亮点:双板架构用 RS485 半双工 1Mbps 通信,自定义帧协议带 CRC-16 校验,主板管右半圈副板管左半圈,副板 20ms 周期上报传感器数据;传感器层 12 路超声波分时触发防串扰,6 路 TOF 用 I2C 读取 VL53L0X,两者数据融合实现近距 TOF 远距超声波无缝切换;转向层用 PID 闭环舵机替代开环,解决转向漂移;双板用同步时间戳对齐,保证全向避障数据时间一致性。
难点:1)RS485 双板通信丢帧,通过终端电阻阻抗匹配+CRC-16 校验+重传机制解决;2)超声波 12 路同时触发串扰严重,改为分时触发+TOF 融合测距;3)双板时间戳对齐,副板时钟漂移导致数据错位,通过同步时间戳方案对齐。
声明:本文仅代表作者观点,不代表本站立场。如果侵犯到您的合法权益,请联系我们删除侵权资源!如果遇到资源链接失效,请您通过评论或工单的方式通知管理员。未经允许,不得转载,本站所有资源文章禁止商业使用运营!

下载安装【程序员客栈】APP
实时对接需求、及时收发消息、丰富的开放项目需求、随时随地查看项目状态
评论