语音智能小车循迹避障寻光部分的设计Word文档格式.docx

语音智能小车循迹避障寻光部分的设计Word文档格式.docx

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采用四组红外发射对管和电压比较器实现循迹功能；

采用超声波和舵机模块实现避障功能；

采用四组光敏二极管实现寻光功能；

采用PWM调速原理实现小车加减速功能；

采用四组数码管来显示小车的速度或距离。

语音控制是本设计的亮点之一，此功能的实现要基于带有语音播报和控制功能的SPCE061A单片机，通过初始化、训练、识别几个步骤后，就能实现小车前进、倒退、左拐、右拐和停车五个语音功能。

本次设计出的智能小车集各种常见功能于一身，是一个功能齐全，性能先进的多功能语音智能车。

关键词：

智能小车，SPCE061A，单片机，循迹，避障，寻光，语音控制

ABSTRACT

Smartcarisactuallyakindofminiaturerobot,whichcancompletedifferentfunctionsbyperformingaparticularprogram.Becauseit’runningisbasedonprogram,theintelligentdegreeofintelligentcarsisveryhigh,seriesofcomplextaskcanbedonecontinuouslyinthecaseofunattended,andsmartcarhaslowproductioncost,simplecircuitstructure,convenientdebugging。

Theseadvantagesmakethesmartcarwidelyused，suchasscientificresearch,geologicalexploration,dangeroussearch,intelligentaid,carobstacleavoidance,transportationandmanyotherfields.Inthisdesign,the51SCMisusedasthecoreofthecarcontroltorealizethecartracking,obstacleavoidance,lightsearching,accelerationanddecelerationofspeed,andvoicecontrol.Carsystemismainlycomposedofobstacleavoidancemodule,trackingmodule,Speedmeasuringmodulemodule,displaymodule,opticalmodule,motordrivemodule,voicemoduleandpowermodule.Thecarperformsdifferentfunctionswiththemethodofmodeswitches；

Cartrackingisrealizedbyusingfourgroupsofinfraredemissionoftubefunction；

Carobstacleavoidancefunctionisrealizedbyusingultrasoni；

Lightsearchingfunctionisrealizedbyusingfourgroupsofphotosensitivediode；

PWMspeedregulationprinciplewasadoptedtorealizetheaccelerationanddecelerationofspeed；

Usingfourdigitaltubetodisplaythecarspeedordistance；

Voicecontrolisoneofthehighlightsofthisdesign,whichisrealizedbasedonSPCE061Awithspeechandcontrolfunction.throughtheinitialization,trainingandrecognitionseveralsteps,wecanrealizetheforward,backward,left,rightfourvoicefunction.Thedesignofintelligentcarhavingvariouscommonfunctionsinone,isafullyfunctional,performanceadvancedmulti-functionvoiceintelligentcar.

Keywords:

intelligentcar，SPCE061A，racking，obstacleavoidance，lightsearching，voicecontrol

1绪论

1.1智能小车概述

智能小车是一个集成了多种功能的综合系统，能感知周边环境的变化，主动做出决策并实现自动驾驶，广泛应用于自动控制和自动驾驶领域。

智能车的功能实现运用了多种技术，融合了多学科知识，如模拟电子技术、数字电子技术、单片机技术、计算机技术、通信技术、传感器技术、导航技术、人工智能技术，这些知识的融合最终造就了性能先进的智能小车。

在毕业设计以及各种竞赛中，都经常采用智能小车作为题目，这些题目为学生提供了开发智力、培养兴趣的广阔平台，不仅可以培养学生的创新能力和独立解决问题的能力，还能锻炼学生的团队合作精神和责任心。

飞思卡尔是一项在各大高校中有广泛影响力的比赛，该赛事中，也采用了智能小车的题目。

这类比赛只要求参赛者实现循迹功能，但不限定使用哪种方式实现这一功能，所以选手们有多种选择，他们选择的方案会在比赛中一比高下，经过不断地改进方案，每种实现方案都会使小车的性能得到很大提升。

在毕业设计中，设计者设计的小车往往只能完成循迹、避障、寻光、语音控制中的某一项功能，这样就限制了小车的功能，不能充分发挥学生的想象力和创造能力。

我们设计的智能车就考虑到了这个问题，在设计中就想到把各种常见功能集中在一起，让智能车成为真正意义上的智能车。

我们设计的小车可以完成循迹、避障、寻光、语音控制以及加减速五大功能，当然在此基础上还可以拓展出更多实用的功能。

1.2智能小车研究意义

进入21世纪，随着我国科学技术的迅速发展，智能化和自动化技术得到广泛普及，各种各样的高新技术也应用到智能小车和机器人的设计制造中，技术的突破使得智能车步入了发展的快车道。

提高生产技术的需要对自动化技术提出了更高的要求，这意味着要开发出智能化水平更高的智能车产品以及其延伸产品以适应不同领域的要求。

目前，已有许多功能多样、性能先进、设计前卫的智能车产品，它们的广泛应用一定会为各行各业带来新的生机。

智能小车融合了多学科知识，这些知识涉及到传感器、计算机、单片机、软件、通信等领域。

智能小车要能轻松应对各种复杂的路况，能自动感知路面的情况并自主的做出决策，设法避开障碍物，向目标区域前进，当然还可以给智能小车安装导航定位系统，实时控制智能车的位置。

智能小车的研究意义非凡，因为它可以作为一个平台，为更复杂的智能车辆的研究提供充分的技术准备。

未来的汽车将是十分智能的，在无人驾驶的情况下就能实现自动驾驶，这样，人们在驾驶车辆时，如果出现驾驶疲劳或疏忽大意的情况，自动驾驶功能就能自动接管车辆，让汽车安全平稳的行驶到目的地，人们的生命安全就有了保证，可见智能小车的研究是有重大意义的。

汽车业的发展日新月异，人们对智能汽车的关注度也越来越高，各国都在积极开展智能车的研发，以期在智能车研究中领跑世界，尽早开发出实用安全的智能汽车，抢占市场先机。

智能车作为智能机器人的一个分支，其研究成果将直接推动机器人的研究工作，尤其是对移动机器人的研究。

移动机器人运用了传感器、移动通信等很多高科技技术，使得移动机器人能自主判断，自动推理和自动决断。

对智能小车的研究可以为智能车辆和机器人的研究提供技术支撑，各国都不惜投入大量人力物力去开展丰富多彩的智能小车项目。

全国电子竞赛和各高校开展的各种竞赛和设计中都可以见到智能小车的身影，这些题目不仅可以让学生将各个学科的知识整合起来，达到学以致用的目的，又能为智能小车的研究提供宝贵的经验和技术。

由此，我们可以看出，智能小车的研究意义是巨大的。

1.3国内外智能车的研究现状

智能车的发展大致经历了以下几个阶段：

第一阶段：

上世纪中叶，智能车的研究才刚刚起步。

1954年美国一家公司首先开发出了一种引导系统，这种系统实际上是一个运货平台，可以在固定线路上自动驾驶。

由于它具备了智能车的基本特征即自动驾驶，所以可以把它看做智能小车的雏形。

很显然，对这套系统的研究将提高货物运输的自动化水平。

刚开始时，这套系统仅仅应用于仓库货物的自动运输，这就限制了它的使用范围，该系统在计算机技术得到广泛发展之后才在各领域中咱露头角并最终大展身手。

第二阶段：

80年代起，世界上几个发达国家对智能车的研究取得了实质性进展，攻克了了许多技术难题，这标志着智能车的时代即将到来。

欧洲启动了很多研究项目，在当时智能车的研究上走在了世界前列。

美国也在该领域进行了多年的研究，自动高速路联盟就是其成果之一，它的出现为智能车的可行性研究提供了有力的平台，因此让智能车进入了实用化普及的快车道。

在亚洲，日本在该领域的研究处于领先地位。

二十世纪末，日本成立了巡航和驾驶协会，以便能更好的研究智能车的导航性能，这个协会的诞生促进了日本智能车研究的迅速发展，带动了汽车工业的整体大跨步发展。

80年代中期，智能车的设计研发形成了一股席卷全世界的巨大力量，世界各大研究机构和汽车公司都竞相参开智能车研发竞赛，这促使智能车技术迅猛发展，日益成熟。

第三阶段：

90年代以来，智能车时代才真正到来，对智能车的深入系统研究开始大规模展开。

不得不提的是，美国卡内基-梅陇大学机器人研究所研发出名为Navlab系列的智能车，性能十分先进，设计理念也很独到，当时给很多人不小的震撼。

相比于国外，我国对智能车的研究起步是比较迟的，在上世纪80年代才刚刚认识到智能车研究的重要性，而且那时开展的多数研究都比较单一，主要是对单一技术的研究。

虽然我国的整体研究步伐与发达国家相比还有很大差距，在技术上还有很多难题难以解决，但是我国取得的成绩也是值得肯定的，这些成果主要有：

一汽集团公司和国科大联手，于2003年推出了我国第一辆智能车，它是一辆自主驾驶的轿车。

这辆轿车在高速路上正常行驶时，性能十分出色，最高速度可达170km/h。

在前方有车时能实现自主超车，可见智能化程度不容小觑，其各方面性能和指标已经达到甚至超过世界一流水平。

上海交通大学综合使用汽车控制理论和动力学理论建立模型设计出了一辆汽车模型，该模型十分智能，在弯道上行驶时，根