想做一辆智能车，该从哪里下手？

gjhk001

最近有一些朋友在问我，说想做一辆智能车，该从哪里下手？
每每听到诸如此类的问题，我实在有点难受，但又不得已回答之。总是不愿意打击其积极性，但我还是想说，这种问题，太大了，大到我真的无法下手...
俗称：送命题

基于上，在此总结下关于智能车的一些技术方案。
我更愿意这些技术方案称为：智能移动平台的方案。
从宏观上可以将移动平台分为三大部分，以AGV四驱移动底盘为例：

一、机械车体：

想要设计一款移动平台，首先要根据自己的应用场景去设计车架，做几轮车，做多大多高的？用啥软件设计图纸，用什么材料进行制作？这都是需要考量的。
关于设计软件：最常用的当然是AUTO CAD 软件，淘宝上很多进行材料切割的商家基本上都是接收CAD文件进行切割。


关于材料：现在用的较多材料一般有三种，亚克力、波纤板、铝合金。
如果负重较多，可以选用铝合金。
在图纸上，应该涉及板子各个电路板、电机支架、车体支架的孔位设计。

二、移动单元：

当车架做好了之后，当然需要装载移动单元也就是电机部分，涉及到电机和电机驱动。

电机选型和电机驱动电路的设计，和前文的车体单元思路相同，和负载多少相关，需要载重较多，就需要较大功率的电机，扭矩也会相应的变大，相应的电机驱动功率也会变大。

关于电机驱动是用IC还是自己搭建驱动电路，没有一个明显的界定，我个人的认知，对于直流有刷减速电机，不超过20w的情况下，一般我会选用IC驱动，A4950、TB6612等IC。超过20w，都会选用晶体管自己搭建相应的驱动电路。

考量电机驱动的最关键的指标是其功率，如何确定电机驱动功率的大小，和电机息息相关:

功率=电机电压*电机运行电流。

电机电压和电流其实都很容易确定，有参数可以查询，可以根据对应的功率进行电机驱动的选型或者电路设计，但是电机驱动是否能正常稳定驱动电机，这个需要进行实验测试。

测试两点：

1. 当电机处于堵转时，对于电机驱动IC是种考验，一定时间内，电机堵转，电机驱动IC无烧毁情况。

2. 其次，关于电机驱动还应考虑频繁正反转的问题，使用前也应该进行实验，正反转稍许发烫但无烧毁情况。

通过这两种测试后，此电机驱动满足设计需求。

在小型移动平台上，一般常用的电机有两种：直流无刷减速电机、直流有刷减速电机。

我经常用的有两种电机，GM25-370、GM37-520电机，因为我很少做一些大负载的移动平台。基本上这两种电机都能满足（15kg以内）。

属于直流有刷减速电机的范畴。

三、控制单元：

在车体和电机电驱都搭建好之后，如何控制其电机转动从而控制车体的行走。牵扯到我们的控制器，常用的莫过于单片机相关的一些微处理器。选用自己常用的一些芯片，STC、ST、AVR等，我们可以通过一些PCB设计软件对芯片进行电路设计。

图中的控制PCB，其主控芯片是STM32F103RCT6，板载了A4950电机驱动IC、MPU6050姿态传感器等。
打样焊接测试：

三、电源单元：

完成这些电源部分主要是为了给所有电路供电，这里需要考虑的有两点：

1. 电源电压

是否满足系统中所有传感器的工作电压范围，不同的电路其工作电压不同，需要从总电源中升降压得到不同的电压，来对系统中的电路进行供电。

2. 电源功率

不但要考虑到系统工作的总电源功率，还需要考虑到各个电源升降压电路的功率是否满足。

功率是否满足，用通俗的话表达，我们设计的这些电源供电电路，给某个器件供电，是否能让其正常工作，是否能带的动。

举个例子：电路A需要的电压是7.4V,工作电流为1A。

我们设计的电路其工作电压为5V，最大供电电流为0.5A。

这种情况，显而易见，首先是电压不符合，供电电流不够，电路A无法正常工作。

当工作电压无法匹配供电电压时，供电电压高于电路工作电压，烧毁电路。

低于电路工作电压，电路工作不正常。

在本文的车体系统供电电源中，由于电机高速转动，会导致其系统电压出现波动，或多或少会对系统供电造成干扰，可以选择隔离电机电源和控制板电源，或者分立其供电电源，不使用同一电源。

在完成这些设计之后，一套完整的移动底盘硬件方案就介绍完了，后续如何控制其行走移动。这个就牵扯到上层决策感知部分。

由于篇幅原因，牵扯到上层感知决策部分的技术较为复杂，在此不再叙述，后面将补充一篇关于控制移动的文章。

值得一提的是，关于其行走控制，最简单的一种控制方式，红外或蓝牙遥控、循迹，这个直接可以搭载在主控制器上，无需外搭其他控制器。

说到底也就是关于IO、串口等控制，并不难，没有基础的朋友可以复习下单片机相关的知识。