智能搬运小车
一．前言
随 着 生 产 自 动 化 的 发 展 ， 智 能 小 车 已 经 越 来 越 广 泛 地 应 用 到 生 产 自 动 化 上 ， 随 着 科 学 技 术 的 发 展 ， 传 感 器
种 类 越 来 越 多 ， 其 中 视 觉 传 感 器 成 为 自 动 行 走 和 驾 驶 的 重 要 部 件 。 视 觉 传 感 器 的 典 型 应 用 领 域 为 自 主 式 智 能 导
航 系 统 ， 对 于 视 觉 的 各 种 技 术 而 言 图 像 处 理 技 术 已 相 当 发 达 ， 而 基 于 图 像 的 理 解 技 术 还 很 落 后 ， 机 器 视 觉 需 要
通 过 大 量 的 运 算 也 只 能 识 别 一 些 结 构 化 环 境 简 单 的 目 标 。 视 觉 传 感 器 的 核 心 器 件 是 摄 像 管 或 C C D ， 但 其 价 格 、
体 积 和 使 用 方 式 上 并 不 占 优 势 ， 因 此 在 不 要 求 清 晰 图 像 只 需 要 粗 略 感 觉 的 系 统 中 考 虑 使 用 接 近 传 感 器 是 一 种 实
用 有 效 的 方 法 。
智 能 搬 运 小 车 要 实 现 自 动 寻 迹 功 能 、 趋 光 行 驶 功 能 和 金 属 探 测 功 能 就 必 须 要 检 测 黑 带 、 感 知 光 源 和 识 别 金
属 物 ， 传 感 器 相 当 给 机 器 人 一 个 视 觉 功 能 。 故 对 机 器 人 的 研 究 已 成 为 必 要 。 智 能 循 迹 是 基 于 红 外 传 感 器 实 现 小
车 寻 找 黑 线 ， 利 用 光 敏 电 阻 在 不 同 强 度 光 照 下 电 阻 分 压 的 不 同 实 现 趋 光 行 驶 ， 利 用 接 近 开 关 探 测 金 属 物 并 用 电
磁 铁 将 金 属 捡 起 ， 并 可 实 现 声 光 提 示 。
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二．硬件设计
1.小车控制单元的选择
方 案 一 ： 采 用 各 类 数 字 电 路 来 组 成 小 车 的 控 制 系 统 ， 对 光 源 检 测 信 号 ， 黑 带 检 测 信 号 ， 铁 片 检 测 信 号 。 本
方 案 电 路 复 杂 ， 灵 活 性 不 高 ， 效 率 低 ， 不 利 于 小 车 智 能 化 的 扩 展 ， 对 各 路 信 号 处 理 比 较 困 难 。
方 案 二 ： 采 用 ST C 8 9 C 5 2 单 片 机 来 作 为 整 机 的 控 制 单 元 。 铁 片 检 测 采 用 电 感 式 接 近 开 关 L J 1 8 A 3 - 4 - Z /
B X 检 测 ， 黑 带 检 测 采 用 红 外 发 射 二 极 管 和 红 外 接 收 管 对 光 源 信 号 进 行 采 集 ， 光 源 检 测 利 用 光 敏 电 阻 的 感 光 特 性
对 光 源 信 号 检 测 ， 信 号 送 到 单 片 机 系 统 处 理 。 此 系 统 比 较 灵 活 ， 采 用 软 件 方 法 来 解 决 复 杂 的 硬 件 电 路 部 分 ， 使
系 统 硬 件 简 洁 化 ， 各 类 功 能 易 于 实 现 ， 能 很 好 地 满 足 题 目 的 要 求 。
单 片 机 是 整 个 小 车 的 大 脑 ， 是 整 个 小 车 运 行 的 核 心 部 件 ， 起 着 控 制 小 车 所 有 运 行 状 态 的 作 用 。 正 确 选 用 单
片 机 作 为 小 车 的 核 心 控 制 单 元 ， 本 设 计 的 主 控 芯 片 选 择 S T C 8 9 C 5 2 ， 负 责 检 测 传 感 器 的 状 态 并 控 制 电 机 。 如 图
( 1 ) 所 示
