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基于树莓派的自动跟随行李箱
摘要：
随着旅游的普及和交通的便利，旅游已经成为了人们生活中的一部分，而随之而来的行李袋也成为了旅游中必不可少的重要物品。然而，在繁忙的旅游行程中，携带行李包成为了一项麻烦而费力的任务，尤其是当行李数量较多时，更是如此。因此，我们得到了一个基于树莓派的自动跟随行李箱的课题。
本论文通过对相关文献的分析和研究，在树莓派的基础上，设计了一个自动跟随行李箱原型。该原型基于超声波传感器和电机控制系统，兼顾了重量、体积和功能性三方面的考虑，能够自动跟随主人，让主人在旅途中享受更加轻松、便捷的出行体验。
关键词：树莓派，自动跟随行李箱，超声波传感器，电机控制系统，旅游。
正文：
1引言
旅游已经成为了现代人生活的一部分，而随之而来的行李包也成为了旅游中必不可少的重要物品。在繁忙的旅游行程中，携带行李包成为了一个麻烦而费力的任务，尤其是当行李数量较多时，更是如此。这个问题一直困扰着旅游爱好者，特别是对于那些经常需要搭乘公共交通工具的人来说，低效的行李携带方式会影响旅游的整个体验。
针对这一问题，我们提出了基于树莓派的自动跟随行李箱的课题。通过在行李箱中集成树莓派的各种传感器和电机控制系统，可以轻松解决行李携带的问题，让旅行更加轻松、便捷，从而更舒适地享受旅游考虑。
2研究现状与相关技术
2.1系统设计
本系统采用树莓派来实现行李箱的智能化控制。硬件系统包括树莓派3B+板、两组电机、L298N驱动模块、超声波传感器、陀螺仪、加速度计、导航模块、电池、电源管理模块、车轮等组成。软件部分，基于Python编写控制程序。
2.2超声波测距
行李箱会通过超声波传感器实时获取周围环境的距离信息，这将有利于它进行自动导航。当行李箱的超声波传感器探测到了一个障碍物，树莓派会毫不犹豫地停下行李箱，避免碰撞损坏。当超声波传感器没有障碍物时，则可以根据既定的导航路径自由行驶。
2.3控制系统
为了实现行李箱的自动跟随功能，需要一个稳定的电机驱动系统来提供充足的动力。在本系统中，采用L298N驱动极品驱动直流电机。树莓派通过模拟信号控制驱动模块，生成PWM脉冲序列，来控制行李箱的行驶方向和速度。
2.4自动导航
当进入自动导航模式时，行李箱将借助GPS模块实时获取坐标信息，在无人操控的情况下智能自动导航。在此期间，陀螺仪和加速度计将被用于支持自动旋转和自平衡功能。
3实验方法
为了测试行李箱的自动追踪功能，我们设计了以下实验。
3.1控制模块和传感器安装
在组装行李箱时，我们首先安装了树莓派控制板、L298N驱动模块、超声波测距模块、陀螺仪和加速度计、导航模块以及车轮。这些部件之间通过电缆互相连接，并由树莓派进行控制。
3.2程序设计及流程
在树莓派中，我们通过编写控制程序来实现行李箱的追踪动作。该程序将超声波测距数据与导航模块、陀螺仪和加速度计数据进行交互，以操纵电机驱动车轮的旋转，并以此来控制行李箱的行进能力。
3.3实验结果分析
实验结果表明，当行李箱处于自动模式时，它可以成功地跟随着用户行进，即便是在复杂的行进路径和环境中也同样如此。总体而言，本系统表现出的可靠性和稳定性能够满足行李箱自动追踪功能的需求，并成功地实现了测试的目标。
4结论
通过树莓派的应用，我们成功的打造了一个基于自动追踪功能的智能行李箱。该系统可以随时依据用户行进的速度和方向自由调整自己的位置，实现行李箱的自动跟随功能。该系统不仅充分考虑了体重、体积和功能性等方面的问题，而且使用超声波传感器和电机驱动系统提供充足的动力支持，这表明本系统可以在现实中应用并获得良好的效果。
5参考文献
[1]刘锐,陈寅,吴永峰.“智能行李箱实现系统的设计与研究”[J].电子科技应用,2019,22(3):119-123.
[2]袁璐,李劼,王超.“面向智能行李箱的超声波测距算法研究”[J].现代电子技术,2021(8):308-311.
[3]吕志云,周跃进,张鹏.“基于STM32的超声波智能避障小车设计”[J].电脑开发与应用,2020(1):15-18.