智能小车避障寻迹系统设计与实现

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0 下载量 97 浏览量 更新于2024-06-25 收藏 965KB PDF 举报
"智能寻迹避小车的实现.pdf" 这篇文档是关于XX职业技术学院电子11201班第七组的学生进行的一项项目设计——智能寻迹避小车的实现。项目涉及单片机系统设计,旨在利用单片机技术实现小车的自动寻迹和障碍物避障功能。报告涵盖了从引言、方案论证、车体设计、硬件系统设计、软件系统设计到系统制作、仿真与调试的全过程。 一、引言部分介绍了单片机的历史和发展,从早期的8位和4位SCM单片机,如8051,到16位单片机,再到现代32位单片机,如ARM系列。单片机在各个领域广泛应用,尤其在嵌入式系统中,它们通常搭载各种操作系统,包括专用的Windows和Linux。单片机具有系统结构简单、可靠性高、处理速度快、低功耗、控制功能强和环境适应能力强等优点。 二、方案论证中,设计团队提出了一个总体方案,可能包括使用传感器来检测路径和障碍物,结合单片机进行数据处理和决策,以实现小车的自动行驶和避障功能。他们对多个设计方案进行了比较和论证,以选择最佳的技术路线。 三、小车车体设计这部分未提供具体细节,但通常会考虑结构稳定性、重量分布、空气动力学等因素,以确保小车在行驶和避障时的性能。 四、硬件系统设计部分详细描述了构成智能小车的关键组件: 1. 单片机最小系统:这是小车的大脑,负责接收、处理传感器数据和控制其他硬件。 2. 循迹电路:可能包括红外或磁性传感器,用于检测车道标记,帮助小车保持路径。 3. 电机驱动电路:控制小车的前进、后退、转弯,可能采用H桥电机驱动器来控制直流电机。 五、软件系统设计包括了程序设计流程、功能函数和主函数的设计,这部分主要是编写控制程序,实现路径跟踪算法和避障策略。 六、系统的制作、仿真与调试阶段,学生会实际构建小车,通过仿真软件进行初步测试,然后在实际环境中进行调试,优化小车的性能。 七、总结部分可能包含了项目实施过程中遇到的问题、解决方案以及对未来的展望。 这个项目不仅锻炼了学生的实践能力,也加深了他们对单片机系统设计的理解,是理论与实践相结合的良好案例。
2023-02-27 上传
21 8 智能循迹避障小车 智能循迹避障小车全文共21页,当前为第1页。智能循迹避障小车全文共21页,当前为第1页。智能循迹避障小车 智能循迹避障小车全文共21页,当前为第1页。 智能循迹避障小车全文共21页,当前为第1页。 目录 摘要 引言 第一章 绪论 1.1智能小车的背景 1.2智能小车的现状 第二章 设计方案 2.1设计任务 2.2方案及轨道选择 2.3智能小车元件介绍 第三章 硬件设计 3.1总体设计 3.2驱动电路 3.3信号检测模块 3.4主控线路 第四章 软件设计 4.1主程序模块 4.2电机驱动程序 智能循迹避障小车全文共21页,当前为第2页。智能循迹避障小车全文共21页,当前为第2页。4.3循迹模块 智能循迹避障小车全文共21页,当前为第2页。 智能循迹避障小车全文共21页,当前为第2页。 4.4避障模块 第五章 制作安装与调试 作品总结 致谢 摘要 利用红外对管检测黑线与障碍物,并以STC89C52单片机为控制芯片控制电动小汽车的速度及转向,从而实现自动循迹避障的功能。其中小车驱动由L298N驱动电路完成,速度由单片机输出的PWM波控制。 关键词:智能小车;STC89C52单片机;L298N;红外对管 引言 2004年1月3日和1月24日肩负着人类探测火星使命的"勇气"号和"机遇"号在火星不同区域着陆,并于2004年4月5日和2004年4月26 日相继通过所有"考核标准"。火星车能够在火星上自主行驶:当火星车发现值得探测的目标,它会驱动六个轮子向目标行驶;在检测到前进方向上的障碍后,火星车会去寻找可能的最佳路径。 据悉,中国的登月计划分三步进行:第一步,发射太空实验室和寻找贵重元素的月球轨道飞行器;第二步,实现太空机器人登月;第三步,载人登月。随着"神舟"系列飞船和"嫦娥"月球探测卫星的成功发射,第一步接近成熟;第二步中太空机器人登月计划中的太空机器人应该能在月球上自主行驶,进行相关探测。因此对于我国来说,类似于美国"勇气"号和"机遇"号火星车的智能车技术研究也显得迫在眉睫。 目前,城市交通的安全问题己引起各国政府有关部门的高度重视和全民的 注,专家、学者在分析城市交通事故的原因时,普遍认为事故原因主要包括:人员素质、运输车辆、道路环境和管理法规等四个方面,而车辆性能的提高即研发高性能的智能汽车是其中很重要的一个环节。美国研究认为,包括智能汽车研究在内的智能运输系统对国家社会经济和交通运输有着巨大的影响,其意义和价值在于:大量减少公路交通堵塞和拥挤,降低汽车的油耗,可使城市交通堵塞和拥挤造成的损失分别减少25%-40%左右,大大提高了公路交通的安全性及运输效率,促进了交通运输业的繁荣发展。通过智能汽车的进一步研究与发展,将使汽车变得"聪明"起来,从根本上改变现行汽车的信息采集处理、信息交换、行车导航与定位、车辆控制、汽车安全保证等技术方案与体系结构。驾驶智能汽车在很大程度上可减轻驾驶员的负担和提高交通安全性,若配合城市交通控制系统,实现合理分配交通流,实现交通顺畅,甚至可实现智能汽车 单片机智能循迹小车毕业论文 2 的自动驾驶。正智能循迹避障小车全文共21页,当前为第3页。智能循迹避障小车全文共21页,当前为第3页。是基于上述优点,国际上正在形成包括智能汽车在内的智能车辆研究、设计与开发的热潮。 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。全国电子大赛几乎每次都有智能小车这方面的题目,全国各高校也都很重视该题目的研究。可见其研究意义很大。本设计就是在这样的背景下提出的。设计的智能小车能够实时显示速度、状态,具有自动寻迹功能。 本文基于单片机控制的设计思想, 选用廉价的光电反射传感器, 采用专用电机驱动芯片驱动电机, 通过PWM调速, 从而达到智能控制的目的, 实现了小车的智能寻迹, 整个系统功能全面在我国,吉林大学智能车辆课题组长期从事智能车辆自主导航机理及关键技术研究。中国第一汽车集团公司和国防科技大学机电工程与自动化学院于2003年7月研制成功我国第一辆自主驾驶轿车。另外,我国清华大学、北京理工大学等单位也正在研发智能车辆。汽车自主驾驶技术是集模式识别、智能控制、计算机科学和汽车操纵动力等多门学科于一体的综合性技术,汽车自主驾驶功能水平的高低常被用来作为衡量一个国家控制技术水平的重要标准之一。智能车辆的相关技术,也将促进轮式机器人的研究。智能小车,也就是轮式机器人,最适合在那些人类无法工作的环境中工作,该技术可以应用于无人驾驶机动车,无人生产线,仓库,服务机器人等领域。 智能循迹避障小车全文共21页,当前为第3页。 智能循迹避障小车全文共21页,当前为第3页。 以下列举了机器人的一些应用,所有这些用途正逐步渗入到工业和社会的各个层面:在产品检测方面,对零部件、线路板及其它类似产品的检测