一种可自动跟随手机行走的小车
简易小车设计方案
简易小车设计方案设计目标：设计一个简易小车，可以前进、后退、左转、右转和停止。
同时还可以通过手机APP控制小车的移动和停止。
设计原理：小车的移动是通过两个直流电机驱动的，控制电机的转动方向来实现小车的移动。
电机驱动的转动方向可以通过控制电机的正反电流来实现。
另外，通过蓝牙模块可以实现与手机APP的通信，通过手机APP发送指令来控制小车的移动和停止。
设计材料和元件：1. 小车底盘：由坚固的金属材料制成，底部装有两个电机座。
2. 电机：选用高扭矩的直流电机，可以提供足够的动力驱动小车。
3. 电池：选用高容量的锂电池，提供小车的电力供应。
4. 控制电路板：选用Arduino开发板，可以进行电机的控制和与蓝牙模块的通信。
5. 蓝牙模块：选用蓝牙模块，可以实现与手机APP的通信。
6. 手机APP：可以通过手机APP发送指令来控制小车的移动和停止。
设计步骤：1. 将电机安装在底盘上的电机座上，确保电机能够自由转动，并通过电线连接到控制电路板。
2. 将Arduino开发板和蓝牙模块固定在小车的底部，确保能够稳定运行，并通过电线连接电机和电池。
3. 下载并安装手机APP，并确保手机与蓝牙模块可以进行连接。
4. 在Arduino开发板上编写程序，通过蓝牙模块接收手机APP发送的指令，控制电机的转动方向来实现小车的移动和停止。
5. 进行测试，通过手机APP发送指令控制小车的移动和停止。
设计优化：1. 为了提高小车的稳定性和操控性，可以安装轮子和悬挂装置。
2. 可以增加超声波传感器，可以实现避障功能。
3. 可以增加摄像头，可以实现图像传输功能。
4. 可以增加声音模块和光照传感器，可以实现声控和光控功能。
通过以上设计，可以实现一个简易小车，可以通过手机APP控制移动和停止。
并且可以根据实际需求进行优化和功能扩展。
智能跟随小车设计
智能跟随小车设计作者：喻语嫣肖明杰来源：《科技资讯》2023年第18期摘要：随着我国智能行业的飞速发展，解放人类劳动力的理念不断普及，智能跟随小车出现在人们视野里，它可以解放人们双手，提高物品搬运的效率，减轻人们的负担同时为其他工作节约时間。
基于此，该文设计了一款基于红外技术和超声波测距的智能跟随小车。
小车以AT89C52 芯片为核心控制器，3 个人体红外传感器HC-SR501 用于识别人所在的位置，把识别到的信号通过核心控制器传送给L298N 电机驱动模块，从而实现对小车转向和行驶的控制；超声波传感器HC-SR04 用于检测人与小车之间的距离，当距离小于0.5 m 时，实现小车报警同时后退，保证人与小车之间的安全距离，防止发生碰撞。
样机测试结果显示，小车能在 4 m 以内对人自动跟随，并与人保持0.5 m 的安全距离，防止碰撞，具有一定的实用价值。
关键词： AT89C52 红外技术超声波测距跟随小车中图分类号： TP23 文献标识码： A 文章编号： 1672-3791（2023）18-0033-07近年来，随着科学技术的飞速发展，智能移动机器人技术也在不断发展，传统的机械运输方式有被取代的趋势。
对可移动目标能够自动跟随的智能小车，在搬运行李、运输材料以及人们日常生活中有着广泛的应用前景[1-2]。
目前，市场上已经存在一些具有自主巡线功能的移动小车类产品，但是需要提前规划好路经，设置好程序才能进行无人车运行，在小车目标跟随方面考虑得比较少，跟随效果比较差[3-5]。
还有一部分智能小车利用摄像头来获得跟随目标的运动状态，然后利用云端计算机结合目标检测算法对小车采集到的视频流进行实时分析计算，这种方法跟随效果较好，抗干扰能力强，但实现过程比较复杂，对技术有很高的要求[6-10]。
本文设计了一款基于红外技术和超声波测距的智能跟随小车，可实现小车对人的自动跟随，并与人保持0.5 m 的安全距离，防止碰撞，具有工作稳定、成本低、便于推广的特点。
自动跟随平衡小车的设计
自动跟随平衡小车的设计1 绪论1.1 研究背景与意义1.1.1 研究背景当今时代是产业智能化的时代，新兴的信息技术正在快速应用于各行各业，现代科学技术已经成为了产业变革最主要的推动力。
根据《中国制造2025》计划所述，我国将加大力度对智能自动化工程、智能交互机器人、智能交通管理、智能电器、智能家居控制等产业进行引领和推动。
此外，还应根据消费需求的动态感知，从研发、制造和产业组织模式等方面开发一系列新的制造模式。
2018年12月底，全国工业和信息化部部署2019年工作，其涉及智能制造、信息消费、5G等领域。
智能制造业的兴起和引起人们的重视，得益于人工智能的研究和发展，其可以理解为人工智能系统的前沿技术。
人机一体化智能系统是智能化技术早期的应用探索之一，正在逐步发展成为一种混合智能技术。
人机一体化智能系统的智能化应用主要体现在智能机械上，而对于人们的日常生活来说，智能化在在智能机器人的应用上体现得最为明显。
在工业生产上，很多领域通过智能化装置的应用，实现了手动控制与自动控制的结合，节省了人力，降低了物料损耗，提升了生产效率和经济性。
随着智能化在不同产业的生成过程中应用愈发广泛，其承担的作用也越来越重要。
1.1.2 研究意义1.推进双轮自平衡车的智能化研究自动跟随技术已经经历了很长时间的发展。
早在很多年以前，国内外的研究人员就开始了对自动跟随技术具体应用的探索，设计出了自主跟随四轮小车，自主跟随无人机等作品。
由于那个时期的自平衡车的相关技术还不成熟，导致很少有自动跟随技术在平衡车上应用。
在性质上，双轮自平衡车从属于智能机器人的发展范畴，在移动载具方面，它有所占空间小、驾驶灵活、容易停车且便于携带等特点，非常适合短距离的代步和应用于娱乐活动。
但由于自平衡车在交通复杂的环境下，其安全性能并不稳定，并且对驾驶者的安全防护措施比较欠缺，导致自平衡车的交通事故发生频繁，事故损伤普遍偏重，致使现阶段很多城市都出台法令限制平衡车通行；另一方面，在平衡车跟随功能方面，小米正在成为先驱者，虽然小米平衡车的性能和适用范围还有很多不足之处，但自动跟随相关研究方向的正确性已被证明，这也将成为未来服务型机器人种类中特殊的一面。
自动跟随小车的设计与实现
毕业设计（论文）中文题目自动跟随小车的设计与实现学院名称国际学院学生姓名专业电子信息工程班级学号指导教师2019年6 月摘要随着传感器、电机、微处理器等技术的不断发展和突破，为使人们的工作和生活更加高效便捷，智能电子产品作为必不可少的关键链条，在日常生活中发挥着越来越重要的作用。
本设计正是基于这一理念，成功构建出以超声波收发定位为基础，并通过单片机的作用来实现精准控制的某特定自动跟随小车，该小车将控制处理器设定为STM32型号的单片机，小车采用四轮步进电机进行驱动控制。
并借助于超声波发射器的作用，成功发送相应的超声波信号。
除此之外，小车中还配备接收器，将可成功接收来源于发射器所发送的超声波信号，并且通过声速、传递时间以及超声波接收器之间的距离，根据三边定位算法可以计算出目标的相对位置并反馈给单片机用于控制各部分电机的转速实现转弯、直行，从而使自动跟随小车能够360度转弯跟随。
论文首先大概介绍了当前主要的自动跟随方案，对比分析优缺点，之后详细的介绍本设计所采用的超声波定位跟随方案，并将方案的软硬件设计，包括传感器模块，无线模块，电机模块，电源模块等，并对超声波定位识别算法，小车的控制算法进行了调试改进。
最后，介绍小车的测试结果，分析自动跟随小车的整体性能。
结果表明，本科题采用的超声波识别定位方案可以高效、准确的得到目标的相对位置并实现近距离跟随。
关键词：自动跟随小车，STM32，超声波发送接收器，三边定位算法，电机控制AbstractWith the continuous development and breakthrough of technologies such as sensors, motors, microprocessors, etc., in order to make people's work and life more efficient and convenient, intelligent electronic products as an essential key chain play an increasingly important role in daily life. effect. This design is based on this concept, successfully built a specific automatic follow-up car based on the ultrasonic transmission and reception positioning, and through the role of the single-chip microcomputer to achieve precise control, the car will set the control processor to STM32 model of single-chip, car Drive control is performed using a four-wheel stepper motor. And by means of the action of the ultrasonic transmitter, the corresponding ultrasonic signal is successfully transmitted. In addition, the car is equipped with a receiver, which can successfully receive the ultrasonic signal transmitted from the transmitter, and can calculate the target according to the trilateral positioning algorithm by the speed of sound, the transmission time and the distance between the ultrasonic receivers. The relative position is fed back to the single-chip microcomputer to control the rotation speed of each part of the motor to achieve turning and straight running, so that the automatic following car can turn 360 degrees to follow. Firstly, the paper introduces the current main automatic following schemes, compares the advantages and disadvantages of the analysis, and then introduces the ultrasonic positioning following scheme adopted in this design in detail, and designs the software and hardware of the scheme, including sensor module, wireless module, motor module, power supply. Modules, etc., and the ultrasonic positioning recognition algorithm, the control algorithm of the car was debugged and improved. Finally, introduce the test results of the car and analyze the overall performance of the car. The results show that the ultrasonic recognition and positioning scheme adopted by the undergraduate problem can obtain the relative position of the target efficiently and accurately and achieve close range follow-up.Keywords: Automatically follow the car, STM32, Ultrasonic transmitter and receiver, Trilateration algorithm, Motor control目录第1章引言 11.1 研究背景和意义 11.2 国内外研究现状 21.2.1 国外研究现状 21.2.2 国内研究现状 21.3 小车开发工具介绍 31.3.1 STM32开发工具J-Link 31.3.2 STM32F103RCT6微控制器 41.3.3 STM32F103RCT6最小系统 51.4 论文结构 5 第2章分析与设计 62.1 定位跟随技术分析 62.1.1 无源定位技术 62.1.2 有源定位技术82.2 小车方案分析92.3 硬件分析102.4 软件分析112.5 开发环境介绍132.6 本章小结13 第3章硬件设计143.1 超声波发送接收模块143.1.1 超声波发送接收原理143.1.2 超声波电路设计153.2 2.4G无线模块173.2.1 发射接收模块183.3 电机驱动模块183.3.1 电机驱动电路设计183.3.1 电机驱动使用方法193.4 直流电机203.4.1 直流电机原理203.4.2 减速器介绍213.4.3 电机使用说明213.5 锂电池223.5.1 锂电池简介223.5.2 锂电池选择223.6 电源稳压模块233.6.1 DC-DC电路简介233.6.2 Buck电路设计233.7 锂电池充电器243.7.1 三节锂电池充电设计243.8本章小结26 第4章软件设计274.1 软件设计概要274.2 超声波定位算法的原理和实现274.2.1 三边测量定位算法274.2.2 算法实现方案294.3 方向控制304.3.1 舵机介绍304.3.1 舵机工作原理314.3.1 舵机控制方法314.4 超声波传播距离测量334.5 本章小结34 第5章总结与展望355.1 主要工作与创新点355.2 后续研究工作展望35参考文献36 致谢37第1章引言1.1 研究背景和意义现如今，各种类型的计算机技术逐步获得相对稳定的蓬勃发展，多样化智能化技术愈加相对广泛的实际应用。
自动跟随小车原理
自动跟随小车原理自动跟随小车是一种自动化运输工具，它能够自主行驶并跟随指定目标，可以应用于物流、仓储、制造等各个领域。
在现代物流行业中，自动跟随小车已经成为一种重要的物流搬运设备。
它可以减少劳动力成本，提高生产效率，提升物流运输的准确性和安全性。
本文将介绍自动跟随小车的原理和技术。
一、自动跟随小车的原理自动跟随小车由控制系统、传感器系统、导航系统和执行系统组成。
其中控制系统是整个系统的核心，它可以根据传感器系统和导航系统提供的信息，控制执行系统实现自主行驶和跟随目标。
自动跟随小车的原理可以分为以下几个方面：1. 传感器系统传感器系统是自动跟随小车的重要组成部分，它可以感知周围环境的变化并将这些信息传递给控制系统。
传感器系统通常包括激光雷达、超声波传感器、视觉传感器等。
这些传感器可以检测前方障碍物、测量距离和角度，以便自动跟随小车适应不同的环境。
2. 导航系统导航系统可以实时获取自动跟随小车的位置和前进方向，并将这些信息传递给控制系统。
导航系统通常采用全球定位系统（GPS）、惯性导航系统（INS）和激光雷达等技术，以提高自动跟随小车的导航精度和准确性。
3. 控制系统控制系统是自动跟随小车的核心，它可以根据传感器系统和导航系统提供的信息，控制执行系统实现自主行驶和跟随目标。
控制系统通常采用计算机控制技术和人工智能技术，以提高自动跟随小车的智能化和自主化。
4. 执行系统执行系统是自动跟随小车的执行部分，它可以根据控制系统的指令，控制小车的前进、停止、转向等动作。
执行系统通常采用电动机、减速器和轮子等技术，以提高自动跟随小车的运动性能和稳定性。
二、自动跟随小车的技术自动跟随小车的技术涉及到机械、电子、计算机和人工智能等多个领域。
在自动跟随小车的研发过程中，需要解决以下几个关键技术： 1. 传感器技术传感器技术是自动跟随小车的关键技术之一，它可以感知周围环境的变化并将这些信息传递给控制系统。
传感器技术的发展可以提高自动跟随小车的感知能力和适应性。
uwb自动跟随小车的工作原理
uwb自动跟随小车的工作原理
UWB自动跟随小车是通过超宽带或者称为UWB技术实现的。
UWB 技术是一种通过传输短时间、高速的脉冲信号进行通讯的无线通讯技术，它具有高精度定位、高数据传输速率、抗干扰性强等优点。
UWB自动跟随小车的工作原理可以分为两个步骤：定位和控制。
首先是定位。
UWB技术可以通过向空中发射短脉冲信号，然后通过对这些信号反射回来的时间、幅度、相位等信息进行测量来实现定位。
在UWB自动跟随小车中，可以将小车上装置的UWB芯片作为定位设备，通过发射脉冲信号，然后测量信号反射回来的信息，来确定小车的实时位置。
同时，UWB芯片还可以测量距离和方位角，因此可以实现高精度的定位。
接着是控制。
基于UWB芯片提供的信息，可以实现对小车的控制。
在UWB自动跟随小车中，可以通过将小车上的传感器和执行器与UWB芯片连接，实现对小车的追踪和控制。
例如可以采用PID控制算法，根据距离和方位角误差，实时调整小车的速度和方向，确保小车始终跟随目标物体行动。
总体而言，UWB自动跟随小车利用UWB技术实现了准确的定位和实
时的控制，使得小车可以优雅地追踪目标物体，并在一定的范围内跟随和调整自身的位置和运动方向。
自动循迹智能小车开题报告
自动循迹智能小车开题报告自动循迹智能小车开题报告背景介绍：随着科技的不断发展，智能化已经成为了现代社会的一种趋势。
智能小车作为其中的一种代表，已经在许多领域得到了广泛的应用。
自动循迹智能小车，顾名思义，就是能够自动识别并跟随特定路径行驶的智能小车。
本文将探讨自动循迹智能小车的原理、应用以及未来发展方向。
一、原理介绍自动循迹智能小车的核心原理是通过感应器对车辆周围环境进行感知，并根据预设的路径进行导航。
常见的感应器包括红外线传感器、光电传感器等。
通过这些感应器，智能小车能够识别特定的标记或线路，从而实现自动循迹。
二、应用领域1. 工业生产：自动循迹智能小车在工业生产中起到了重要的作用。
它可以代替人工搬运物品，提高生产效率，降低劳动强度。
同时，智能小车还可以根据工作场景的需求进行定制，实现自动化生产线的构建。
2. 物流配送：随着电商的兴起，物流配送成为了一个庞大而复杂的系统。
自动循迹智能小车可以在仓库内自动运送货物，减少人力成本，提高配送效率。
通过与云计算、大数据等技术的结合，智能小车还可以实现路径优化、动态调度等功能。
3. 智能家居：自动循迹智能小车在智能家居中也有着广泛的应用。
它可以根据家居环境的变化自动调整路径，进行清洁、送餐等服务。
此外，智能小车还可以与其他智能设备进行联动，实现更加智能化的家居体验。
三、未来发展方向1. 感应技术的进一步提升：目前的自动循迹智能小车主要依赖于传统的感应器技术，但其在复杂环境下的识别能力还有待提高。
未来，可以通过引入更加先进的感应技术，如深度学习、机器视觉等，来提升智能小车的感知能力。
2. 多功能集成设计：目前的自动循迹智能小车主要以单一功能为主，如搬运、配送等。
未来，可以将多种功能集成到一个智能小车中，实现多样化的应用。
例如，一辆智能小车可以既能够搬运货物，又能够进行环境监测等。
3. 人机协同合作：虽然自动循迹智能小车可以减少人力成本，但在某些场景下，人机协同合作仍然是必要的。
智能循迹小车
智能循迹小车随着科技的飞速发展，无人驾驶技术逐渐成为现代交通领域的重要组成部分。
其中，智能循迹小车作为一种先进的无人驾驶车辆，具有广泛的应用前景。
本文将介绍智能循迹小车的基本原理、系统构成、设计方法以及应用场景。
智能循迹小车通过传感器感知周围环境，包括道路标志、其他车辆、行人等信息，再通过控制系统对感知到的信息进行处理和分析，制定出相应的行驶策略，最终控制车辆的行驶。
其中，循迹小车通过特定的传感器识别道路标志，并沿着标志所指示的路径行驶，实现自动循迹。
传感器系统：用于感知周围环境，包括道路标志、其他车辆、行人等信息。
常见的传感器包括激光雷达、摄像头、超声波等。
控制系统：对传感器感知到的信息进行处理和分析，制定出相应的行驶策略，并控制车辆的行驶。
常用的控制系统包括基于规则的控制、模糊控制、神经网络等。
执行机构：根据控制系统的指令，控制车辆的行驶速度、方向等。
常见的执行机构包括电机、舵机等。
电源系统：提供电力支持，保证小车的正常运行。
常用的电源包括锂电池、超级电容器等。
硬件设计：根据需求选择合适的传感器、控制系统、执行机构和电源等硬件设备，并对其进行集成设计，保证各个设备之间的兼容性和稳定性。
软件设计：编写控制系统的程序，实现对车辆的控制。
常用的编程语言包括C++、Python等。
在软件设计中需要考虑如何处理传感器感知到的信息，如何制定行驶策略，以及如何控制执行机构等方面的问题。
调试与优化：通过实验测试小车的性能，发现问题并进行优化。
常见的调试和优化方法包括调整控制系统的参数、更换硬件设备等。
智能循迹小车具有广泛的应用前景，主要包括以下几个方面：交通管理：用于交通巡逻、交通管制等，提高交通管理效率。
应急救援：在灾难现场进行物资运输、人员疏散等任务，提高应急救援效率。
自动驾驶：作为无人驾驶车辆的样机进行研究和发展，推动自动驾驶技术的进步。
教育科研：用于高校和研究机构的科研项目，以及学生的实践和创新项目。
单片机应用——智能循迹小车设计
单片机应用——智能循迹小车设计智能循迹小车是一种基于单片机技术的智能机器人，它可以自动跟随线路进行行驶，具有很高的应用价值，被广泛地应用在工业控制和家庭娱乐等领域。
本次智能循迹小车的设计采用的是AT89C51单片机，通过巧妙的编程和外接传感器的配合来实现小车的自动识别和跟踪线路的功能。
下面我们来具体阐述一下智能循迹小车的设计过程。
一、硬件设计智能循迹小车的硬件系统包括电机驱动电路、传感器电路、控制板电路、电源电路等几个部分。
其中，电机驱动电路是实现小车行驶的关键，它通过外接减速电机来带动小车的轮子，从而实现前进、后退、转弯等基本动作。
传感器电路则用来检测小车当前所处的位置和前方的路况，从而将这些信息传递给单片机进行处理。
控制板电路是整个硬件系统的核心部分，它包括AT89C51单片机、EEPROM存储器、逻辑电路等。
其中，AT89C51单片机是控制整个系统的“大脑”，它通过编写相应的程序来实现小车的跟踪功能。
EEPROM存储器则用来保存程序和数据，以便实现数据的长期存储。
逻辑电路则用来实现各个硬件组件之间的协调工作，从而保证整个系统的正常运转。
二、软件设计软件设计是智能循迹小车系统中最为关键的一环，它直接决定了小车的行驶效果。
为了实现小车的自动跟踪功能，我们采用了双路反馈控制系统，并在此基础上进行了进一步优化和改进。
具体来说，我们先使用PID算法对传感器采集到的数据进行处理，得到当前位置和偏差值。
然后再通过控制电机的转速和方向，使小车能够自动跟随线路前进。
三、应用价值智能循迹小车是一种非常实用的机器人，它具有很高的应用价值。
例如，在农业生产中，可以利用智能循迹小车来进行田间作业，大大提高工作效率和质量；在家庭娱乐方面，智能循迹小车可以作为一种智能玩具，为人们带来更加丰富的娱乐体验。
四、总结通过本次智能循迹小车的设计，我们不仅深入了解了单片机及传感器的原理和应用，而且具备了一定的硬件和软件开发能力。
循迹小车原理
循迹小车原理循迹小车（LineTrackingCar）是一种由电机驱动的机器人的智能小车，用来完成自动驾驶任务。
它的基本原理是通过传感器检测光线反射强度，再通过算法来控制电机运转，从而实现无人自动导航。
因此，其主要技术要素为，传感器、光强度检测框架、运动控制算法和运动系统组件等。
循迹小车的传感器循迹小车使用的传感器主要有光敏电阻、红外传感器、超声波传感器、电眼传感器等，其中光敏电阻是最常用的一种传感器。
它能够感知反射光强度的变化，从而实现循迹小车的运动。
它的信号线由电路芯片组成，并且能够将电压转换为电信号，并由电路板传递到主控单元，最终由控制系统进行处理。
循迹小车的光强度检测框架光强度检测框架是循迹小车机器人运动控制中很重要的一个环节，它将传感器探测到的光强度变化转换为特定的数值，用于控制小车的行走方向和方式。
在做光强度检测框架时，可以根据小车设计的参数，确定路径中的若干个固定点，可以将这些点进行编号，再按照特定的顺序进行检测，如：采用从底部到顶部的方式，进行依次检测，可以有效地完成小车的路径规划。
循迹小车的运动控制算法运动控制算法是循迹小车中重要组成部分，它是控制小车机器人运动的核心算法，用于确定小车运动的方向和动作，从而实现跟随路径的行走。
常见的循迹小车控制算法有老鼠算法，动态规划算法，RANSAC算法，模糊控制算法，改进的蚁群算法等。
老鼠算法，是一种使用机器人的最简单的算法，基本思想是通过不断的前行，然后再根据所遇到的环境做出右转或左转的决策。
动态规划算法，是一种贪心算法，它计算每一步直接决策，以实现最优解。
RANSAC算法，是一种基于概率的算法，它基于模型快速迭代采样，以找出有效数据并通过迭代重新估计参数。
模糊控制算法，是一种数学分析技术，它将概率和关联度结合起来，以实现模糊决策。
改进的蚁群算法，是一种基于智能的算法，它基于人类的行为，以实现小车路径的优化。
循迹小车的运动系统组件运动系统组件是循迹小车机器人的控制系统的重要组成部分，它包括：电机控制器、电机驱动器、轮胎组件和电源组件等。
自动跟随小车原理
自动跟随小车原理自动跟随小车是一种能够自主移动、跟随目标物体或人的智能小车，它具有广泛的应用前景，可以用于自动化仓储、物流配送、智能家居、医疗护理等领域。
本文将介绍自动跟随小车的原理和实现方法。
一、自动跟随小车的原理自动跟随小车的原理是基于机器视觉和机器学习技术的。
它通过摄像头或激光雷达等传感器获取目标物体或人的位置信息，然后通过计算机视觉算法识别目标物体或人的特征，最终控制小车的运动方向和速度，实现自动跟随。
具体来说，自动跟随小车的原理包括以下几个方面：1. 目标检测自动跟随小车需要通过传感器获取目标物体或人的位置信息，这就需要进行目标检测。
目标检测的方法有很多种，包括基于颜色、形状、纹理等特征的检测方法和基于深度学习的检测方法。
其中，基于深度学习的检测方法目前已经成为主流，它可以通过卷积神经网络（CNN）等模型对目标物体或人进行高效准确的检测。
2. 特征提取目标检测只是获取了目标物体或人的位置信息，还需要对目标进行特征提取，以便后续的跟随控制。
特征提取的方法也有很多种，包括基于边缘、角点、SIFT、HOG等特征的提取方法和基于深度学习的特征提取方法。
其中，基于深度学习的特征提取方法可以通过卷积神经网络等模型对目标物体或人进行高效准确的特征提取。
3. 跟随控制特征提取之后，就可以进行跟随控制了。
跟随控制的方法有很多种，包括基于PID控制器、模糊控制、神经网络控制等方法。
其中，PID控制器是一种经典的控制方法，可以通过对跟随误差进行反馈控制来实现小车的自动跟随。
二、自动跟随小车的实现方法自动跟随小车的实现方法主要包括硬件设计和软件设计两个方面。
1. 硬件设计自动跟随小车的硬件设计需要包括以下几个部分：（1）底盘设计底盘是自动跟随小车的基础，它需要具备足够的稳定性、承载能力和灵活性。
底盘的设计需要考虑车轮的数量、大小、材质、形状等因素，以及底盘的结构和连接方式等因素。
（2）传感器设计传感器是自动跟随小车获取目标物体或人位置信息的关键部件。
智能小车循迹原理
智能小车循迹原理智能小车是一种集成了自动驾驶技术的智能装置，可以根据预设的路径自主行驶。
其中，循迹技术是智能小车实现自主导航的重要原理之一。
循迹技术通过识别地面上的标记，从而准确地跟踪路径，保证智能小车沿着正确的方向行驶。
循迹技术的实现离不开传感器的支持。
智能小车通常会装备红外线传感器、摄像头、激光雷达等设备，用于感知周围环境和地面标记。
当智能小车行驶时，传感器会不断地扫描周围环境，并将获取的数据传输给主控制系统进行处理。
在循迹技术中，最常用的方法是利用地面上的黑线作为路径标记。
智能小车会通过摄像头或红外线传感器来扫描地面，识别黑线的位置和方向。
一旦检测到黑线，智能小车就会根据预先设定的算法调整车轮的方向，使车辆朝着黑线的方向行驶。
除了黑线外，智能小车还可以通过其他形式的地面标记来进行循迹。
例如，使用特定颜色的标记、条纹、图案等都可以作为路径标记，帮助智能小车准确地跟踪路径。
循迹技术的关键在于算法的设计。
智能小车需要通过算法来处理传感器获取的数据，判断车辆当前位置和方向，以及需要调整的行驶方向。
各种不同的算法可以应用于循迹技术中，例如PID控制算法、神经网络算法等，以实现精准的循迹效果。
除了传感器和算法外，智能小车循迹还需要考虑实际的环境因素。
例如，地面上的标记可能会受到污染、磨损等影响，导致识别错误；路面的光照条件、摩擦力等也会对循迹效果产生影响。
因此，智能小车循迹技术的稳定性和可靠性是需要不断优化和调整的。
总的来说，智能小车循迹技术是一项复杂而精密的技术，涉及传感器、算法、环境因素等多个方面。
通过合理的设计和优化，智能小车可以实现高效、准确地循迹行驶，为人们的出行、物流等提供便利和效率。
希望随着科技的不断进步，智能小车循迹技术能够不断完善，为人类带来更多的便利和惊喜。
智能循迹小车
智能循迹小车⒈介绍⑴背景智能循迹小车是一种基于技术的智能，具备自主导航和循迹功能。
它能够通过使用传感器和算法，根据预定的轨迹或标记物进行自动导航。
⑵目的本文档的目的是提供关于智能循迹小车的详细功能说明和操作指南，以便用户能够更好地理解和使用该产品。
⒉功能⑴自主导航智能循迹小车可以通过内置的导航算法和传感器来自主导航。
它可以检测周围环境，并根据设定的目标点来规划最佳路径进行移动。
⑵循迹功能智能循迹小车还具备循迹功能。
它可以通过跟踪地面上的标记线或颜色来进行自动导航，以达到所定义的轨迹或目的地。
⑶避障功能为了保证安全行驶，智能循迹小车还具备避障功能。
它可以通过激光或红外线传感器来检测前方障碍物，并采取相应的措施进行规避。
⑷远程控制用户还可以通过远程控制设备（如方式或电脑）来控制智能循迹小车的移动、停止和变向等操作，以满足特定需求。
⒊硬件配置⑴主控板智能循迹小车的主控板负责控制各种传感器、执行器和通讯设备的工作。
它采用先进的处理器和存储器，并提供丰富的接口和扩展能力。
⑵传感器智能循迹小车配备多种传感器，包括但不限于红外线传感器、激光传感器、摄像头等，用于感知周围环境和实时定位。
⑶执行器智能循迹小车还配备了多种执行器，如电机、舵机等，用于控制车轮的旋转和转向。
⒋软件配置⑴导航算法智能循迹小车的导航算法通过分析传感器数据和环境信息，实现智能的路径规划和导航功能。
它基于各种算法和机器学习技术，能够适应不同的道路和环境。
⑵远程控制系统智能循迹小车配备了远程控制系统，通过与用户的设备进行通信，实现远程操作和控制。
用户可以通过方式或电脑上的应用来实现远程控制。
⒌操作指南⑴启动与连接首先，确保智能循迹小车的电源供应正常，然后将其与远程控制设备进行配对。
步骤可以参考用户手册中的说明。
⑵自主导航一旦连接成功，用户可以选择自主导航模式，并根据需要设定目标点。
智能循迹小车将使用内置的导航算法自动规划路径并行驶到目标点。
⑶循迹功能用户可以选择循迹模式，并在地面上设置标记点或线。
自动跟随人走的小车原理
自动跟随人走的小车原理自动跟随人走的小车是一种基于目标跟踪技术的智能移动设备，它能够通过感知和识别人体的位置、方向和动作，自动跟随人的移动轨迹。
这种小车主要基于以下原理进行设计和实现：1. 视觉感知技术：自动跟随小车使用摄像头或深度传感器等设备来感知和捕捉人体的位置和姿态信息。
通过实时采集的视频流或深度图像，利用计算机视觉算法进行目标检测和人体姿态估计，小车能够准确地标记、识别和跟踪人体的位置、朝向和动作。
2. 人体建模与追踪技术：通过对感知到的人体图像或点云数据进行处理和分析，自动跟随小车能够实时构建出人体模型，并对其进行追踪。
对于人体模型，常采用的方式是使用关节模型或关键点模型进行描述，这样可以有效地表示人体各个部位之间的关系和位置，并实现对关键点的跟踪。
3. 运动控制算法：在完成人体检测和位置追踪后，自动跟随小车需要有效地计算并控制自身的移动路径和速度，以实现对人体的跟随。
一种常见的方法是通过计算人与小车之间的相对位置和方向差异，来生成控制命令，使得小车能够自动移动并保持与人体的一定距离。
通常还需要考虑避免障碍物的算法，以确保小车在跟随人体的过程中不会碰撞到其他物体。
4. 传感器融合与导航：自动跟随小车通常会通过融合多种传感器的数据来实现精确的位置感知和导航。
除了视觉传感器外，还可以采用惯性导航传感器（如加速度计、陀螺仪）和超声波传感器等，可以辅助定位和避障。
将多个传感器的数据进行融合和处理，可以提高小车的定位准确性和跟随稳定性。
5. 算法优化与机器学习：为了实现更高效和精确的人体跟随，自动跟随小车的设计往往会采用机器学习方法进行算法优化和训练。
通过大量的数据样本和网络优化，可以提高目标检测和人体跟踪的准确性，并使小车学习到更有效的运动控制策略。
总结起来，自动跟随人走的小车的原理主要包括视觉感知、人体建模与追踪、运动控制算法、传感器融合与导航以及算法优化与机器学习等方面。
通过这些技术的组合应用，小车能够自动感知人体的位置和动作，并实现对人体的准确跟随，为用户提供更加智能和便捷的移动体验。
uwb自动跟随小车的工作原理
UWB自动跟随小车的工作原理1. 引言UWB（Ultra-Wideband，超宽带）是一种用于短距离无线通信的技术，具有高精度定位和距离测量功能。
UWB自动跟随小车是基于该技术实现的一种智能车辆，能够根据目标位置自主导航并保持跟随。
本文将详细探讨UWB自动跟随小车的工作原理。
2. UWB定位原理UWB技术基于超短时间的脉冲信号，通过测量峰值之间的时间差来计算信号传播的时间。
由于UWB信号的带宽非常宽，这种计算能够实现极高的时间分辨率，从而实现高精度的距离测量。
UWB定位系统一般由多个UWB基站和一个目标设备（如小车）组成。
基站通过将脉冲信号发送到目标设备上，并接收从目标设备返回的信号。
通过计算信号传播的时间差，可以确定目标设备与各个基站的距离。
通过多个基站的距离信息，可以使用三角定位或多边定位算法确定目标设备的准确位置。
3. UWB自动跟随小车的硬件架构UWB自动跟随小车一般包括以下硬件组件：3.1 UWB模块UWB模块是UWB自动跟随小车的核心组件，用于进行定位和距离测量。
该模块由UWB芯片、天线和相关电路组成，能够发送和接收UWB信号。
3.2 控制单元控制单元是UWB自动跟随小车的主控制器，用于接收UWB模块传输的数据，并根据距离信息控制小车的运动。
控制单元一般由微控制器或嵌入式系统实现。
3.3 传感器除了UWB模块外，UWB自动跟随小车还可能搭载其他传感器，如红外传感器、超声波传感器等，用于检测障碍物和环境信息。
这些传感器能够提供额外的数据支持，以增强自动跟随小车的安全性和稳定性。
3.4 电源UWB自动跟随小车需要提供稳定的电源供应。
一般采用电池或者外部电源适配器，根据小车的功耗和工作时间选择合适的供电方案。
4. UWB自动跟随小车的工作流程UWB自动跟随小车的工作可以分为定位阶段和导航控制阶段。
4.1 定位阶段在定位阶段，UWB模块与基站进行通信，并测量与各个基站之间的距离。
通过多边定位算法，可以计算得到小车相对于基站的准确位置。
自动跟随智能小车的定位与跟随系统设计
自动跟随智能小车的定位与跟随系统设计自动跟随智能小车的定位与跟随系统设计摘要随着5G时代的到来，现在的网络通信技术相较与20世纪，已经有了质的飞跃。
全球智能化的浪潮使得现代社会逐渐朝着智能社会不断发展。
人工智能的普及，让人们的生活变得越来越智能。
单片机在人们的日常生活中的应用场景不断增多，在大学生的课余科技活动中，自动寻迹小车、自动避障小车等各式各样的智能小车是同学们接触单片机编程不可或缺的角色。
目前为止，大多数小车只实现了按照既定路线行驶或者手动控制行驶的基本功能，而没有实现在跟随性的方面的功能，用于商品化的智能跟随行李箱则具有成本高昂的缺点，难以向大众普及。
本文将通过研究自动跟随智能小车行驶的工作流程，设计出自动跟随智能小车在运行中的避障系统以及定位和跟随系统，从而实现自动跟随的低廉化。
避障系统是基于STM32单片机，使用红外距离传感器实现小车对于前方的障碍物实现检测功能。
定位跟随模块使用STM32单片机和蓝牙模块在小车和被跟随物体间建立连接。
关键词：智能化；传感器；STM32；无线通信Automatic tracking smart car positioning and tracking systemdesignABSTRACTWith the coming of 5g era, the network communication technology has made greater progress than that of the 20th century. With the tide of global intelligence, modern society is gradually developing towards an intelligent society. The popularization of artificial intelligence makes people's life more and more intelligent. MCU is increasingly used in People's Daily life. In college students' extracurricular science and technology activities, automatic tracking car, automatic obstacle avoidance car and other kinds of smart car is an indispensable role for students to contact MCU programming. So far, most cars have only realized the basic function of following the established route or controlling the driving by hand, but not the following function. The intelligent following luggage used for commercialization has the disadvantage of high cost and is difficult to be popularized to the public. In this paper, the obstacle avoidance system and the positioning and following system are designed by studying the working process of automatic following smart car, so as to realize the low cost of automatic following. The core control chip of the obstacle avoidance system is STM32. The car uses an infrared distance sensor to find obstacles ahead during driving. The positioning and following module uses STM32 MCU and Bluetooth module to establish the connection between the car and the followed object.Key words: Intelligent; Sensor; STM32; Wireless communication目录1绪论 (1)1.1引言 (1)1.2智能小车现状研究 (1)1.2.1国外研究现状 (1)1.2.2国内研究现状 (3)1.3室内定位技术 (5)1.3.1WLAN（无线局域网）技术 (5)1.3.2ZigBee技术 (5)1.3.3UWB（超宽带）技术 (6)1.3.4蓝牙技术 (6)1.4选题的研究意义 (7)1.5本文的主要工作 (8)2自动跟随智能小车整体设计 (9)2.1自动跟随智能小车结构部分 (9)2.2 自动跟随智能小车驱动部分 (10)2.2.1驱动电机 (10)2.2.2驱动电源 (10)2.3自动跟随智能小车控制部分 (11)2.3.1单片机 (11)2.3.2L298N电机驱动模块 (12)2.3.3PWM（脉冲宽度调制） (13)2.4自动跟随智能小车传感器部分 (13)2.4.1红外距离传感器 (13)2.4.2超声波距离传感器 (15)2.5自动跟随智能小车通信部分 (16)2.5.1蓝牙通信模块 (16)2.5.2蓝牙信标 (16)3自动跟随智能小车避障和跟随系统设计 (18)3.1总体设计方案 (18)3.2避障系统设计 (18)3.2.1红外测距传感器 (18)3.2.1超声波测距传感器 (19)3.3定位跟随系统设计 (20)3.3.1定位的基本原理 (20)3.3.2跟随系统的设计方案 (21)3.4软件调试工具 (23)3.4.1Keil uVision5（mdk5.14） (23)3.4.2串口调试工具 (24)4总结与展望 (26)4.1设计总结 (26)4.2设计创新 (26)4.3设计不足 (26)4.4展望 (27)参考文献 (28)谢辞 (29)附录1操作界面主系统主要程序代码 (30)附录2自动跟随智能小车实物图 (58)附录3英文文献 (59)附录4文献翻译 (64)1绪论1.1引言随着5G时代的到来，现代网络通信技术相较十几年前已经有了质的飞跃。
基于UWB技术实现自动跟随小车设计
基于UWB技术实现自动跟随小车设计刘金海; 王勃凡; 周龙; 郑岳久【期刊名称】《《农业装备与车辆工程》》【年(卷),期】2019(057)012【总页数】5页(P8-12)【关键词】自动跟随小车; UWB定位; 车辆运动模型; 卡尔曼滤波【作者】刘金海; 王勃凡; 周龙; 郑岳久【作者单位】200093 上海上海理工大学机械工程学院【正文语种】中文【中图分类】TP2740 引言目前已经有很多关于自动跟随的产品，但是这些产品很难做到灵活且精准地跟随目标[1-3]。
超声波定位系统可以在一定范围内无线定位，定位精度良好，但是超声波只能适用于较短的距离，且受多普勒效应和温度的影响较大，同时需要大量的基础硬件设施，成本较高[4-5]。
另外，还有很多自动跟随的产品，大多只是使用了一些特定的传感器，无法实现对行进中的人的自动跟随。
全球定位系统在室外环境中的应用已经很成熟，但是GPS容易受到高楼、隧道等使用环境的遮蔽影响而失效，在室内环境中存在严重的多径和非视距干扰，无法进行有效的定位[6]。
文献[7]提出了一种用蓝牙和电磁罗盘相结合的实现自动跟随的功能，但是蓝牙连接在户外使用时传输距离有限，受干扰较大，且需要的特定的设备，在不同设备间不一定可兼容使用，跟随目标切换时较麻烦。
图1 小车实物图Fig.1 Physical map of automatic follow-up trolley为了更好地实现自动跟随功能，本文设计了一种基于UWB技术实现自动跟随的小车，应用的是先进的超宽带（UWB）定位技术，小车的实物图如图1所示。
随着无线通讯的不断发展，定位技术的应用已经广泛渗透到社会发展的各个领域。
超宽带（UWB）技术具有多径分辨能力和穿透力强，传输效率高，实现成本低，尤其是能提供非常高的定位精度[8-10]。
因此基于UWB单片机模块实现对目标自动跟随的小车的研究，具有很大的实用价值。
1 跟随原理基于UWB装置实现小车的自动跟随，其中UWB装置为5个UWB单片机模块，如图2所示，其中4个固定的UWB基站（A1，A2，A3，A4），1个位移动的标签T0，基站与标签之间通过UWB信号通讯，利用双向飞行时间法获得基站与标签之间的距离信息，通过主基站A1将距离信息发送给小车。
自动跟随小车原理
自动跟随小车原理
自动跟随小车是一种智能化装置，它采用具有自主决策能力的电子控制系统，在传感器的支持下对前方环境进行实时感知和决策，从而实现自主导航并跟随指定目标的功能。
其核心原理是基于传感器测量数据进行实时运算，并通过预设算法进行判断和决策，从而控制小车前进方向、速度和转弯等行驶动作。
自动跟随小车一般采用红外遥控等方式来指定跟随目标，并通过距离传感器、巡线传感器、超声波传感器等感知前方障碍，判断转向或避让策略。
同时，还需要配备电机驱动装置和电源供应系统，提供动力支持和电能供应。
在操作过程中，自动跟随小车会不断更新自身状态和周围环境信息，并根据实时计算结果进行动作控制，从而实现完美跟随。
总之，自动跟随小车是一种具有智能化的运动控制机械，其原理基于传感器测量和计算，自主进行决策和控制。
能够实现远距离、高精度的自主运动，为自动化生产、智能物流等领域提供了有力支持。
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（求 差 ），再 通 过 ＰＩＤ 调 节 器 处 理 ，控 制 舵 机 转 向 从 而 控 制小 车转 向 的角度［４］。手 机不 断地发 送方 位信 息 过 来 ，小车 不断 地接 收并 处理 后 ，通 过调 节器 控制 舵机 及 时调 整 自身 的转 向 ，并 不 断逼 近 车 主 的方 位 。小 车 的 转 向 由舵 机 控制 ，小 车 的动 力 由一 个 直 流减 速 电机 驱 动 ，驱动 电机 通过 处 理 器 的数 字化 处 理 实 现 ＰＷＭ 调 速 。小 车上 配置一 个 ３２０×２４０液 晶屏 终端 ，以显示 小 车 当前 的各 种状 态 。控制 原理 结构框 图 如图 １所示 。 ２ 小 车 主 要 结 构 模 块 设 计
小车 以 ＳＴＭ３２Ｆ１０３为 主 控 芯 片 ］，应 用 到 电 子 罗盘 、蓝 牙模 块 、超 声 波测距 传感 器 、直 流 电机 、舵 机 和 ＬＣＤ显 示屏 等外 设 上 。 １．１ 主 控 芯 片
ＳＴＭ３２Ｆ１０３ＺＥＶ６芯 片 是 以 Ｃｏｒｔｅｘ－Ｍ３ 为 内 核＿３］，其最 高工 作 主频 可达 ７２ ＭＨｚ，内置 高 速 存储 器 （高 达 ５１２ ｋＢ的闪存 和 ６４ ｋＢ的 ＳＲＡＭ），采 用 哈佛结 构 ，２．０ Ｖ～３．６ Ｖ供 电电压 ，具 有 丰 富 的外 设 ，２通 道 １２位 Ｄ／Ａ 转换 器 ，１２通 道 ＤＭＡ 控 制器 ，多达 １１个 定 时器 ，支持 ＩＩＣ、ＵＳＡＲＴ、ＳＰＩ、ｃＡＮ、ＵＳＢ等通讯 协议 。
２．１ 电 源 模 块
小 车 的电源 电路 如 图 ２所 示 。电源采 用 ７．４ Ｖ 锂 电池 ，具 有容 量大 、可 反 复 多 次充 电 的优 点 ，并 且 放 电 电流相对 较 大 ，可 以满 足 小 车 驱动 电机 所 需 要 的 ２ Ａ 放 电 电流 。 由于 小车 主控 芯片 的供 电 电压 和直 流 电机 额定 电压不 一致 ，故该 小车 设计 应用 了两组 电源 ：一 组 经 过稳 压滤 波 电路 后 输 出 ３．３ Ｖ 的 电压 ，给 主控 芯 片 ＳＴＭ３２Ｆ１０３ＺＥＶ６供 电 ，采 用 的稳 压 芯 片 为 ＬＭ１ｌ１７— ３．３；另 一组 电压 也是 由 电池 稳压 后 引 出 ，但 却 采 用 了 两个 ＬＭ７８０５稳压 芯片 并 联 的方 式 稳 压 ，因为 单 个 稳 压 芯片 承受 不 了电机 启 动 时 流过 的大 电流 ，这 会 导 致 稳 压芯 片严 重 发 热 ，甚 至 烧毁 ［５］。采用 两 片 稳 压 芯 片 并联 的连接 方式 ，各 自承担 一半 的 电流 ，避 免 了芯片 的 过 度发 热 。 ２．２ 电 机 驱 动 模 块
连 接 ， 当 ＡＰＰ软 件 获 得 手 机 的 电 子磁 罗 盘 方 位 信 息 后 ，通 过 蓝 牙 将 信 息 发 送 出去 。小 车 蓝 牙 接 收 到 手 机 方
位 信 息 再 与 自身 携 带 的 电子 磁 罗 盘 方位 信 息 比较 ，经 过 算 法 处 理 ，控 制 小 车 的 转 向 角度 和 行 走 速度 ，从 而 实
现 小 车 跟 随 手 机 移 动 的功 能 。
关键 词 ： 自动 跟 随 小 车 ；安 卓 ＡＰＰ软 件 控 制 ； 蓝 牙
中 图 分 类 号 ：ＴＰ２７３
文 献 标 识 码 ：Ａ
０ 引 言 目前 已经有很 多 关 于 智 能 跟 踪 的 产 品 ，但 是这 些
产 品都还 不成 熟 ，它们 大 多是使 用 简单 的传感 器 ，不 能 跟 随特 定 的 人［１］，如 Ｆｉｖｅ Ｅｌｅｍｅｎｔｓ Ｒｏｂｏｔｉｃｓ推 出 的 Ｂｕｄｇｅｅ机 器人 ，是一 款专 门针 对 老 年人 和 残疾 人 的 轻 量级 助力 机器 人 ，其最 高 速度 为 ３．９ ｋｍ／ｈ左 右 ，如果 主人 的行 进速 度太 快 ，它 就 会 用 消 息 推 送 的 方式 提 醒 主人 慢一 些 ；ＣａｄｄｙＴｒｅｋ推 出 的 电动 高 尔 夫 轮式 机 器 人 已经 能够取 代部 分 劳 动 力 ，可 带 着 打 球 装 备 跟 随运 动员 走 ，但 它 们身 上需 要佩 带特 定 的超音 波 发射器 ，易 发 出噪声 、易 被外 界 干 扰 、且 价 格 昂贵 。 针对 此 ，本 文 设 计 的小 车 只需要 手机 即可进行 控 制 ，仅 需 一次 连接 ， 无 需 后续 操作 便 可让 小 车 一 直 跟 随着 车 主 ，当人 多 路 杂 时 ，车 主还 可 以遥控 小 车前进 。 １ 跟 随 原 理 和 实 现 方 式
肖晓 兰 ，黄 海峰 ，刘利 河 ， 陈世 光 ，陈城 茂 ，赖 国宾
（广 东 工 业 大 学 ，广 东 广 州 ５１０００６）
摘 要 ：设 计 了一 种 可 自动 避 障 并 且 可 以 自动 跟 随 主 人 行 走 的 小 车 。该 小 车 通 过 蓝 牙 与 安 装 ＡＰＰ 的 安 卓 手 机
第 ２期 （总 第 １９５期 ） ２０１６年 ４月
机 械 工 程 与 自 动 化 Ｍ ＥＣＨＡＮＩＣＡＬ ＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧ ＆ ＡＵＴ（）Ｍ ＡＴ１０Ｎ
文 章 编 号 ：１６７２—６４１３（２０１６）０２－０１８９—０３
Ｎｏቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ２ Ａ ｐｒ．
一 种 可 自动跟 随 手机 行 走 的小 车
１．２ 跟 随 原 理
当安卓 手 机与 小车 建立 连 接 之 后 ，ＡＰＰ会 自动调 用 手 机 自身 硬 件 电子 磁 罗 盘 的驱 动 程 序 ，获得 当前 手 机 的 方位信 息 ，然后 通 过 蓝 牙 将 手 机 的 方 位信 息 发 送 出去 。当小 车 上 的 蓝 牙 串 口接 收 到 手 机 的方 位 信 息 后 ，与小 车 自身 的 电子 磁 罗 盘测 得 的方 位 信 息 作 比较