这是一个基于 Rust 语言开发的履带式移动机器人，兼具自主导航与远程控制能力，是面向嵌入式 Rust 与机器人开发的学习项目。

项目核心概况

开发背景

• 最初是作者为孩子打造的入门机器人项目，现已迭代至 v2 版本，目标是实现无 ROS 依赖的轻量自主导航方案。

• 核心开发语言为 Rust，采用 Embassy 异步框架，主打 “纯嵌入式、低资源占用” 的实现思路。

核心功能目标

1. 基础远程控制（红外 / 遥控）

2. 超声波传感器避障（基础版）

3. 基于 IMU（ICM20948）+ 超声波的空间感知与高级避障

4. 摄像头跟随目标模式

5. 自主探索模式（随机搜索目标）

硬件架构（v2 版本）

主控与核心板

• 主控：Raspberry Pi Pico 2（RP2350），双核 Cortex-M33，150MHz 时钟

• PCB：作者自研的定制底板，集成电源管理、电机驱动、传感器接口

传感器系统

动力与驱动

• 底盘：基于 Proto-Tank 履带式底盘（3D 打印 PLA 外壳）

• 电机驱动：TB6612FNG 双路电机驱动 ×2（控制左右履带）

• 电源：LM2596 DC-DC 降压模块，支持锂电池供电

软件设计亮点

代码架构

• 采用 任务 - 状态分离 的分层设计：

  • system 模块：全局资源管理（时钟、电源、外设初始化）

  • tasks 模块：独立任务线程（电机控制、传感器采集、用户交互）

• 基于 Embassy 异步框架，实现无阻塞的传感器读取与电机控制，单核心即可驱动所有任务。

关键实现细节

• 为 HC-SR04 超声波传感器开发了 异步驱动，解决传统轮询方式的阻塞问题。

• 实现了基于移动中位数的传感器滤波算法，解决超声波在运动状态下的噪声问题。

• 开发了 ICM-20948 的 Rust 驱动，支持异步 I2C 操作与姿态数据输出。

设计与制造细节

电路与 PCB

• 作者提供了完整的 KiCad 工程文件（原理图与 PCB 版图），可直接打板制作。

• 采用模块化设计，将电源、驱动、传感器接口分区布局，减少信号干扰。

3D 打印部件

• 底盘、传感器支架、履带张紧结构等部件均提供 FreeCAD 源文件，支持用户自定义修改。

• 采用 PLA 材料打印，兼顾强度与打印难度，适合 hobby 场景制作。

开源与许可

项目采用多协议许可模式，不同组件适用不同许可证：

• 固件代码：MIT License

• 3D 打印部件：CC BY-SA 4.0

• 原理图与 PCB 设计：CC BY-SA 4.0

• 文档与说明：CC BY-SA 4.0

项目意义与延伸

这个项目是嵌入式 Rust 在机器人领域的优秀实践，证明了无需复杂的 ROS 生态，也能在低资源微控制器上实现实用的自主导航功能。同时，项目附带的驱动开发（HC-SR04、ICM-20948）也为 Rust 嵌入式开发者提供了可复用的组件。

项目地址

https://github.com/1-rafael-1/simple-robot