智能循迹避障小车设计方案与制作文档格式.docx
《智能循迹避障小车设计方案与制作文档格式.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《智能循迹避障小车设计方案与制作文档格式.docx(28页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
节省人力以及成本。
智能车辆是一个运用计算机、传感、信息、通信、导航、人工智能
及自动控制等技术来实现环境感知、规划决策和自动行驶为一体的高新技术综合体。
它
在军事、民用和科学研究等方面已获得了应用,对解决道路交通安全提供了一种新的途
径。
随着汽车工业的迅速发展,关于汽车的研究也就越来越受人关注。
电子设计涉及到
多个学科,机械电子、传感器技术、自动控制技术、人工智能控制、计算机与通信技术
等等,是众多领域的高科技。
电子设计技术,它是一个国家高科技实例的一个重要标准,
可见其研究意义很大。
工作原理:
避障寻迹小车是通过红外探头以及寻迹模块感知外围状况,将所感知到的数据以1、0的信号形式返回给单片机,然后再通过单片机针对不同的情况进行控制,从而实现避障寻迹的功能。
研究内容:
在现有电动车框架的基础上,加装红外探头以及寻迹模块,实现对电动车的运行状况,运行路线的实时测量,并将测量数据传送至单片机进行处理,然后由单片机根据所
检测的各种数据实现对电动车的智能控制,即自动避障、自动寻迹等功能。
在有轨迹的地方小车能够沿轨道行驶,当遇到障碍的时候就自动转入避障模块。
这种方案能实现对
电动车的运动状态进行实时控制,控制灵活、可靠,精度高,可满足对系统的各项要求。
2
研究方法、手段及步骤:
1、循迹控制模块
采用AT89C52R作为控制核心。
STC89C52RC单片机成本低、性能高,超强抗干
扰(电源、复位电路都经过特殊处理,每个I/O口接有二极管钳位保护),超低功耗,无法解密,低EMI(电磁干扰),而且与传统805l单片机程序兼容,硬件无需改动,支持
ISP(在系统编程)及IAP(在应用编程)技术。
2、避障模块
采用三个红外探头,分别置于车的前、左、右放向。
当检测到前方有障碍物的时候将信息反馈到单片机,单片机再通过返回信息进行控制。
3、电机模块
采用直流电机。
直流电机的控制方法比较简单,只需给电机的两根控制线加上适当
的电压即可使电机转动起来,电压越高则电机转速越高。
对于直流电机的速度调节,可
以采用调节电压的方法,也可采用PWM调速方法。
PWM调速就是使加在直流电机两端的
电压为方形波形,通过改变方形的占空比实现对电机转速的调节。
4、电机驱动模块
采用专用芯片L298N作为电机驱动芯片。
L298N是一个具有高电压大电流的全桥驱动芯片,它响应频率高,一片L298N可以分别控制两个直流电机,而且还带有控制使能端。
用该芯片作为电机驱动,驱动能力大,操作方便,稳定性好,性能优良。
参考文献
[1]《新编MCS-51单片机应用设计(第3版)》张毅刚编著哈尔滨工业大学出版社
2008年04月
[2]
《C语言程序设计(第三版)》
谭浩强编著
清华大学出版社
2005年07月
[3]
学位论文:
佚名
《智能小车设计毕业论文》
[4]
《单片机C语言编程与实例》
赵亮、侯国锐编著
人民邮电出版社2003年9月
[5]YamatoI,etal1NewconversionsystemforUPSusinghighfre2quencylink[J]1IEEEPESC,1988:
210-320.
3
摘要
本设计是一种基于单片机控制的简易自动寻迹小车系统,包括小车系统构成软硬件设计方法。
小车以AT89C52为控制核心,利用车前三个红外探头检测周围信息,以及循迹模块对路面黑色轨迹进行检测,并将路面检测信号反馈给单片机。
单片机对采集到的信号予以分析判断,及时控制驱动电机以调整小车转向,从
而使小车能够自动避障和沿着黑色轨迹自动行驶,实现小车自动避障寻迹的目的。
关键词:
AT89C51;
直流电机;
红外探头;
循迹模块
4
Abstract
Thedesignisbasedonsinglechipmicrocomputercontrolautomatictracingsystem,includingsystemhardwareandsoftwaredesignmethodofcar.ThecartakesAT89C52asthecontrolcore,
usingthefrontthreeinfraredprobedetectionofperipheralinformation,andtrackingmoduleonpavementblacklocusweredetected,andthepavementdetectionsignalfeedbacktothemicrocontroller.Singlechipsignalgivestheanalysisjudgment,tocontrolthedrivemotortoadjust
thecarsteering,sothatthecarcanautomaticallyavoidobstaclesandalongtheblackpathautomaticdriving,realizeautomaticobstacleavoidancetracingpurposes.
Keywords:
AT89C51;
infraredsensor;
trackingmodule
5
目
录
摘
要..................................................................................................................................................
第一章
前言......................................................................................................................................
1
1.1
本选题的意义...............................................................................................................................
1.2
智能小车的发展现状及未来趋势................................................................................................
1.3
智能小车的研究意义....................................................................................................................
第二章
寻迹避障小车工作原理..........................................................................................................
2.1
壁障寻迹小车工作原理...............................................................................................................
2.2
控制系统总体设计........................................................................................................................
2.2.1AT98C52单片机.....................................................................................................................
2.2.2
红外探头避障模块................................................................................................................
2.2.3
寻迹模块................................................................................................................................
6
2.2.4
电源模块................................................................................................................................
2.2.5
电机及驱动模块....................................................................................................................
第三章
硬件设计....................................................................................................................................
8
3.1
总体设计........................................................................................................................................
3.2
驱动电路........................................................................................................................................
9
3.3
信号检测模块..............................................................................................................................
10
3.