随着计算机、控制理论、图像处理、人工智能等技术不断发展,轮式机器小车的发展方向也逐渐走向了智能化的道路。其中轮式机器人是智能化领域的一个分支,多数应用在室内环境下,相比室外环境实验效果更稳定,复杂因素大大降低,受到了全世界范围内专家学者的广泛关注。首先,论文在轮式机器小车控制系统的需求分析基础上,对控制系统总体硬件结构进行了方案设计,同时对硬件元器件进行选型、对功能模块电路进行了设计并用Altium Designer绘制了PCB电路板。硬件电路包括主控芯片STM32F407最小系统、主控电源电路、网络通讯电路、电机驱动电路、GPS定位电路、CAN通信电路、红外感应电路。提出了一种新型过压保护电路与红外感应电路。其次,论文研究了轮式小车的运动控制算法,主要针对机械手臂抓取物体进行了卡尔曼滤波算法的研究,有效的提高了抓取物体的精度。根据抓取的实际需求建立了卡尔曼滤波方程组,并提出了一种结合坐标系分离卡尔曼滤波算法对经典卡尔曼滤波算法进行了改进。再次,在完成硬件电路的设计和控制算法研究的基础上,论文对控制系统进行了软件设计。论文围绕软件系统总体功能结构为核心,对系统底层驱动程序与系统应用层程序进行设计。底层驱动主要包括系统时钟底层配置、串口底层配置、GPIO底层配置、CAN底层配置以及定时器与PWM底层配置。系统应用层主要包括while主程序、系统中断子程序、GRPS通讯程序、GPS定位程序以及手臂执行抓取动作程序设计。最后,通过搭建的实验平台进行了实验仿真。传输采集图像通过CANTest模拟CAN传输数据,通过串口助手采集GPRS上网通讯数据、GPS定位数据,结合MATLAB图像处理,将采集到的图像信息进行坐标分析,生成卡尔曼滤波曲线图。