循迹避障小车设计报告

项目名称：智能小车

系别：信息工程系

专业：11电气工程及其自动化姓名：刘亮、崔占闯、韩康

指导老师：王蕾

目录

摘要：...................................................

............................................3关键词：...................................................

(3)

绪论：...................................................

(3)

一、系统设

计..............................................

(4)

1.1、任务及要

求..................................................

(4)

1.2车体方案认证与选

择..................................................

(4)

二、硬件设计及说

明..................................................

(5)

2.1循迹+避障模块..................................................

(5)

2.2主控模块..................................................

(6)

2.3电机驱动模块..................................................

(6)

2.4机械模块..................................................

(7)

2.5 电源模块..................................................

(7)

三、自动循迹避障小车总体设

计 (7)

四、软件设计及说明..................................................

(8)

4.1系统软件流程图..................................................

(9)

4.2系统程

序..................................................

(9)

五、系统测试过

程..................................................

(12)

六、总

结..................................................

(13)

七、附录：系统元器

件..................................................

(13)

摘要

本设计主要有三个模块包括信号检测模块、主控模块、电机驱动模块。信号检测模块采用红外光对管，用以对有无障碍与黑线进行检测。主控电路采用宏晶公司的8051核心的STC89C52单片机为控制芯片。电机驱动模块采用意法半导体的L298N专用电机驱动芯片，单片控制与传统分立元件电路相比，使整个系统有很好的稳定性。信号检测模块将采集到的路况信号传入STC89C52单片机，经单片机处理过后对L298N发出指令进行相应的调整。通过有无光线接收来控制电动小车的转向，从而实现自动循迹避障的功能。

关键词：智能循迹避障小车，STC89C52单片机，L298N驱动芯片，信号检测模块，循迹避障

绪论

（一）智能小车的作用和意义

自第一台工业机器人诞生以来，机器人的发展已经遍及机械、电子、冶金、交通、宇航、国防等领域。近年来机器人的智能水平不断提高，并且迅速地改变着人们的生活方式。人们在不断探讨、改造、认识自然的过程中，制造能替代人劳动的机器一直是人类的梦想。

随着科学技术的发展，机器人的感系统，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CCD，目前的CCD已能做到自动聚焦。但CCD传感器的价格、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觉传感器是觉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。视觉的典型应用领域为自主式智能导航一种实用有效的方法。

机器人要实现自动导引循迹功能和避障功能就必须要感知导引线和障碍物，感知导引线相当给机器人一个视觉功能。避障控制系统是基于自动导引小车系统，基于它的智能小车实现自动识别路线，判断并自动避开障碍，选择正确的行进路线。使用传感器感知路线和障碍并作出判断和相应的执行动作。

该智能小车可以作为机器人的典型代表。它可以分为三大组成部分：传感器检测部分、cpu、执行部分。机器人要实现自动循迹避障功能，感知导引线和障碍物。可以实现小车自动识别路线，选择正确的行进路线，并检测到障碍物自动躲避。基于上述要求，传感检测部分考虑到小车一般不需要感知清晰的图像，只要求粗略感知即可，所以可以舍弃昂贵的CCD 传感器而考虑使用价廉物美的红外光电传感器来充当。智能小车的执行部分，是由直流电机来充当的，主要控制小车的行进方向。单片机驱动直流电机一般有两种方案：第一，勿需占用单片机资源，直接选择有PWM功能的单片机，这样可以实现精确调速；第二，可以由软件模拟PWM输出调制，需要占用单片机资源，难以精确调速，但单片机型号的选择余地较大。考虑到实际情况，本文选择第二种方案。CPU使用STC89C52单片机，配合软件编程实现。（二）智能小车的现状

现智能小车发展很快，从智能玩具到其它各行业都有实质成果。其基本可实现循迹、避障、检测贴片、寻光入库、避崖等基本功能，这几节的电子设计大赛智能小车又在向声控系统发展。比较出名的飞思卡尔智能小车更是走在前列。我们此次的设计主要实现循迹避障这两个功能。

一、系统设计

本组智能小车的硬件主要有以STC89C52单片机作为核心的主控器部分、自动循迹+避障部分、电机驱动部分。电机驱动部分和其他部分由一个电源通过串联供电。

小车硬件系统示意图如下：

1.1、任务及要求

设计一个基于直流电机的自动循迹避障小车，使小车能够自动检测地面黑色轨迹和道路两侧的挡板（没有黑线时），并沿着黑色轨迹和挡板行驶。

1.2、车体方案认证与选择

方案一：自己动手制作电动车，一方面材料缺少，另一方面制作过程要花费大量的时间，而且同学中手艺也不好，制作出来的小车还可能机械性能不好。考虑到时间与性能这两方面，我们放弃了这一方案

方案二：购买小车全套零件，购买的小车全套零件具有组装完整的车架车轮、电机及其驱动电路。易改装，好控制。机械性能有保障。

小车图片如下：

综合考虑，最终选择方案二

二、硬件设计及说明

2.1循迹+避障模块

我们选择四路红外探测寻迹光电传感器

此模块是为智能小车、机器人等自动化机械装置提供一种多用途的红外线探测系统的解决方案。使用红外线发射和接收管等分立元器件组成探头，并使用LM339 电压比较器（加入了迟滞电路更加稳定）做为核心器件构成中控电路。此系统具有的多种探测功能能极大的满足各种自动化、智能化的小型系统的应用。

此模块的特点：

易于安装，使用简便；

4 路分别独立工作，工作时不受数量限制；

中控板与探头分开，安装位置不受限制；

模块高度≤10 毫米；

安全工作电压范围在 3伏特至 6 伏特之间；

4 路全开工作电流 30 毫安至 5

5 毫安之间。

2.2主控模块

我们采用宏晶公司的STC89C52单片机作为主控制器。STC89C52是一个高速，低功耗，超强抗干扰的8位单片机，片内含32k 空间的可反复擦写100,000 次Flash 只读存储器，具有4K 的随机存取数据存储器（RAM），32 个I/O口，2个8位可编程定时计数器，且可在线编程、调试，方便地实现程序的下载与整机的调试。

时钟电路和复位电路（与单片机构成最小系统）

1）采用外部时钟，晶振频率为12MHZ

2）采用按键复位

2.3电机驱动模块

电机

电机采用直流减速电机，直流减速电机转动力矩大，体积小，重量轻，装配简单，使用方便。

由于其内部由高速电动机提供原始动力，带动变速（减速）齿轮组，可以产生较大扭力。

可选用减速比为1：74 的直流电机，减速后电机的转速为100r/min。若车轮直径为6cm，

则小车的最大速度可以达到

V=2πr·v=2*3.14*0.03*100/60=0.314m/s

能够较好的满足系统的要求。

驱动

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，其响应频率高，一片L298N可以分别控制两个直流电机。以下为L298N的引脚图

和输入输出关系表。

图L298N外部引脚表1 L298N输入输出关系

驱动电路的设计如图2 所示：

图2 L298N电机驱动电路

L298N 的5、7、10、12 四个引脚接到单片机上，通过对单片机的编程就可实现两个直流电机的PWM调速控制。

2.4电源模块

采用4节普通1.5V干电池单电源供电，采用串联方式同时给单片机与电机供电。三、自动循迹避障小车总体设计

3．1 总体电路图

四、软件设计及说明

4.1系统软件流程图

4.2循迹避障程序

#include

#define uchar unsigned char #define uint unsigned int

unsigned char zkb1=0 ;

//**左边电机的占空比**//

unsigned char zkb2=0 ;

//**右边电机的占空比**//

unsigned char t=0;

//**定时器中断计数器**//

sbit LSEN2=P2^0;

sbit LSEN1=P2^1;

sbit RSEN1=P2^2;

sbit RSEN2=P2^3;

//**传感器***/

sbit IN1=P1^0;

sbit IN2=P1^1;

sbit IN3=P1^2;

sbit IN4=P1^3;

sbit ENA=P1^4;

sbit ENB=P1^5;

//**********初始化定时器中断***********// void init()

{

TMOD=0x01;

TH0=(65536-100)/256;

TL0=(65536-100)%256;

EA=1;

ET0=1;

TR0=1;

}

//***********中断函数+脉宽调制***********// void timer0() interrupt 1

{

if(t

ENA=1;

else

ENA=0;

if(t

ENB=1;

else

ENB=0;

t++;

if(t>=50)

{t=0;}

}

//******************直行******************// void qianjin()

{

zkb1=50;

zkb2=50;

}

//***************左转函数1***************//

void turn_left1()

{

zkb1=0;

zkb2=50;

}

//***************左转函数2***************//

void turn_left2()

{

zkb1=0;

zkb2=50;

}

//***************右转函数1***************//

void turn_right1()

{

zkb1=50;

zkb2=0;

}

//***************右转函数2***************//

void turn_right2()

{

zkb1=50;

zkb2=0;

}

//***************循迹函数*****************//

void xunji()

{

uchar flag;

if((RSEN2==1)&&(RSEN1==0)&&(LSEN1==0)&&(LSEN2==1))

{ flag=0; }

//*******直行*******//

else if((RSEN2==1)&&(RSEN1==1)&&(LSEN1==0)&&(LSEN2==1)) { flag=1;}

//***左偏1,右转***//

else if((RSEN2==1)&&(RSEN1==0)&&(LSEN1==1)&&(LSEN2==1)) { flag=2; }

//***右偏1,左转***//

else if((RSEN2==0)&&(RSEN1==0)&&(LSEN1==0)&&(LSEN2==1))

{ flag=3; }

//***右偏2,左转***//

else if((RSEN2==1)&&(RSEN1==0)&&(LSEN1==0)&&(LSEN2==0))

{ flag=4;}

//***左偏2,右转***//

switch (flag)

{

case 0:qianjin();

break;

case 1:turn_right1();

break;

case 2:turn_left1();

break;

case 3:turn_left2();

break;

case 4:turn_right2();

break;

default: break;

}

}

//****************主程序****************//

void main()

{

init();

zkb1=50;

zkb2=50;

while(1)

{

//******给电机加电启动******//

IN1=1;

IN2=0;

IN3=1;

IN4=0;

ENA=1;

ENB=1;

while(1)

{

xunji(); //*********寻迹**********//

}

}

}

五、系统测试过程

本小车能实现循迹避障功能，它能沿着地面上黑色轨迹行驶实现循迹功能，也能检测到跑道两侧的挡板，沿挡板行驶实现避障功能。

寻迹避障小车轨迹图介绍：轨道由循迹部分（黑线）和避障部分（道路两侧加挡板）两部分

组成，小车先进入循迹轨道，沿黑线行驶，到达两部分连接处进入避障轨道沿挡板行驶，从而实现寻迹和避障功能的展示。轨道示意图如下：

为保证小车能正常行驶，循迹部分的黑线宽度应在3.5至4cm。避障轨道的宽度应大于20cm 小于25cm。

六、总结

测试结果表明：本组智能小车能很好的完成了循迹和避障功能，循迹跑道是由黑色胶布在白色地面上拉线完成，小车可以从O型跑道的任何段为起点，跑完全程。避障跑到是通过摆放障碍物，小车可以走出障碍区间。

七、附录：系统元器件

L298N模块/步进电机直流电机驱动模块/小车电机驱动模块/输出5V

四路红外探测寻迹光电传感器寻迹小车循迹避障模块黑白线识别

51单片机最小系统板/USB下载程序/51单片机开发板

智能小车底盘/寻迹小车/机器人/带码盘/强磁电机/ZK-2WD

四节五号电池板组附带四节五号干电池

导线若干

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智能循迹小车课程设计报告

智能循迹小车课程设计报告 一、课程设计目标： 本次智能循迹小车课程设计的目标是让学生了解智能硬件的基础知识，掌握基本电子元器件的原理及使用方法，学习控制系统的组成和运行 原理，并通过实践操作设计出一款功能齐全的智能循迹小车。 二、课程设计内容及步骤： 1. 调研与分析——首先要对市面上现有的智能循迹小车进行调研与分析，了解各种类型的循迹小车的特点和优缺点，为后续的设计提供参考。 2. 硬件选型——根据课程设计目标和实际需要，选择合适的主控芯片、电子元器件和传感器等硬件。 3. 原理图设计——根据硬件选型，设计出对应的原理图，并在硬件上 进行布局与焊接。 4. 程序设计——先在电路板上测试硬件是否正常，随后进行程序设计，根据传感器的反馈控制小车的运动，让小车能够沿着黑线自动循迹行

驶，同时加入避障功能和自动寻迹功能。 5. 调试与优化——完成程序设计后，要对小车进行全面验收测试，发 现问题及时解决并优化相关程序。 三、设计思路： 本次课程设计基于树莓派电路板，利用循迹模块实现小车的自动循迹 和自动寻迹。同时将超声波模块结合避障算法实现小车的自动避障。 小车的外壳采用3D打印技术制作，操作简单实用。 四、课程设计效果： 通过本课程设计，学生们从理论到实践，了解了智能硬件的基础知识，掌握了基本电子元器件的原理及使用方法，学习了控制系统的组成和 运行原理。同时，实践操作过程中，学生们培养了动手能力和实际操 作的技能。通过制作一台智能循迹小车，学生们对智能硬件的认识更 加深入，并获得了较高的设计满足感。 五、课程设计展望： 智能循迹小车是智能硬件应用领域的一项重要发明，具有广泛的应用 前景。未来，可以将循迹小车应用于快递、物流等行业，实现自动化

智能循迹小车毕业论文

智能循迹小车毕业论文 本篇论文主要研究了基于Arduino控制器的智能循迹小车设计与实现。智能循迹小车是一种常见的机器人应用，其主要应用于物流和仓库管理、生产工艺控制等领域。本文利用Arduino Uno作为核心控制器，通过电机控制模块和红外避障模块等外部组件，实现了小车的轨迹匹配和避障功能。同时，通过DHT11湿度传感器和MQ-2烟雾传感器，实现了小车的环境检测功能。论文最后进行了实际测试，验证了智能循迹小车的正确性和实用性。 关键词：智能小车；Arduino；循迹；避障；环境检测 1.引言 随着科技的不断进步，人工智能、机器人等技术的发展越来越快速。智能小车作为机器人领域的典型应用，主要应用于物流和仓库管理、生产工艺控制等领域。因此，设计和制作一种高效、准确的智能小车成为当今热门的研究方向。 2.设计方案 2.1硬件设计 （1）Arduino Uno Arduino Uno是一个基于ATmega328P微控制器的开源电子原型平台，其支持无需编程或者其他硬件电路就可以快速轻松地开发嵌入式系统。 （2）红外避障模块

红外避障模块是一种基于红外线探测距离的传感器模块，通过测量物体与小车之间的距离，判断小车前方是否有障碍物。 （3）电机控制模块 电机控制模块是小车的驱动部分，其主要作用是控制小车的行进方向和速度。 （4）DHT11湿度传感器 DHT11湿度传感器是一种能够测量环境温度和湿度的传感器，通过该传感器可以实现小车的环境检测功能。 （5）MQ-2烟雾传感器 MQ-2烟雾传感器是一种能够检测空气中是否含有有害的烟雾气体的传感器，可以实现小车的环境检测功能。 2.2软件设计 设计程序采用C++编写，主程序根据小车周围环境的变化情况，不断地调用各部分模块，实现小车的循迹、避障、环境检测等功能。 3.实现方法和结果 3.1循迹实现 在小车轮下安装两个红外传感器，实现对黑线的检测和识别。根据黑线的信号变化情况，调整小车行进的方向和速度。 3.2避障实现 在小车前端安装红外避障模块，通过判断距离来实现小车遇到障碍物时自动停车，避免发生碰撞。 3.3环境检测实现

课程设计报告循迹小车的设计

循迹小车的设计 摘要 智能循迹是基于自动引导机器人系统，用以实现小车自动识别路线，以及选择正确的路线。智能循迹小车是一个运用传感器、单片机、电机驱动及自动控制等技术来实现按照预先设定的模式下，不受人为管理时能够自动实现循迹导航的高新科技。该技术已经应用于汽车制造业、仓储业，食品加工业等多个行业。 本设计是基于单片机控制的电动小车，小车能够识别地上黑色轨迹线，实现循迹行走，包括电源模块、单片机模块、循迹模块、电机驱动模块。其中单片机模块作为控制器模块以STC89C52单片机为控制核心，用单片机产生PWM波，控制小车速度。利用红外光电传感器RPR220型光电对管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进行分析判断,及时控制由芯片L298N驱动的电机以调整小车转向,从而使小车能够沿着黑色轨迹自动行驶,实现小车自动寻迹的目的。在此基础利用E18-D80NK 3-80cm可调红外避障传感器进行小车的避障扩展，还选用PT2262/PT2272组成的无线遥控模块对小车进行无线遥控。 本设计不仅给出了硬件设计流程、完整的硬件电路图和控制程序，还用PROTEUS实现了小车电机控制仿真。 关键词：自动循迹；单片机；Proteus仿真

Design on Automated Guided Vehicle Abstract Intelligent tracking is based on automatic guided robot system, used to make the car line, and choosing the right route. Automated Guided Vehicle is a use of sensor, microcontroller, motor drive and automatic control technology to achieve according to the preset mode, without human management can achieve automatic tracking navigation technology. This technology has been applied in the automobile manufacturing industry, warehousing industry, food processing industry and other industries. The design is based on SCM control electric trolley, trolley can be identified on the black line, achieve the tracking of walking, including driving module power supply module, microcontroller module, tracking module, motor. The MCU module as the controller module with STC89C52 as control core, using microcontroller PWM wave, control car speed. The tube is used for tracing the use of infrared photoelectric sensor RPR220 type photoelectric, and road test signals back to the scm. Analysis and judgment of the collected signal microcontroller, timely control of motor driven by the chip L298N to adjust the car steering, so that the car can travel along the black path automatically, realize the purpose of automatic tracing. Based on E18-D80NK 3-80cm tunable infrared sensors for obstacle avoidance of car obstacle avoidance, also use wireless remote control module composed of PT2262/PT2272 for wireless remote control car. This design not only gives the hardware circuit diagram and program control hardware design flow, complete, we also use PROTEUS to achieve the car motor control simulation. Key words：tracking，microcontroller, Proteus simulation

基于ARM单片机的智能小车循迹避障研究设计共3篇

基于ARM单片机的智能小车循迹避障 研究设计共3篇 基于ARM单片机的智能小车循迹避障研究设计1 一、研究的背景 近年来，随着机器人技术的不断发展，人们对智能小车的需求越来越高。智能小车能够根据周围环境的变化，自动地进行信号处理和运动抉择，实现自主导航、路径规划和避障等功能。在工业生产、物流配送、智能家居、环保治理等领域，智能小车具有广泛的应用前景。 二、研究的目的 本文研究的目的是基于ARM单片机的智能小车循迹避障设计。通过对小车的硬件组成和软件程序的设计，使小车能够自主进行行车，避免撞车和碰撞，并能够遵循预设的路径进行行驶，完成既定的任务。 三、研究的内容 1. 小车的硬件组成 小车的硬件组成主要包括以下方面： （1）ARM单片机：ARM单片机是一种高性能、低功耗的微处理器，广泛应用于嵌入式系统领域。在本设计中，ARM单片机作为控制中心，负责控制小车的各项功能。 （2）直流电机：直流电机是小车的动力来源，通过电路控制，实现小车前进、后退、转弯等各种运动。

（3）红外循迹传感器：红外循迹传感器是小车的“眼睛”，能够检测 和识别地面上的黑色和白色，实现循迹运行。 （4）超声波传感器：超声波传感器是小车的避障装置，能够探测小车 前方的障碍物，实现自动避障。 （5）LCD液晶屏幕：LCD液晶屏幕是小车的显示器，能够显示小车行 驶的速度、距离、角度等信息。 2. 小车的软件程序设计 小车的软件程序设计分为两部分：一部分是嵌入式软件设计，另一部 分是上位机程序设计。 （1）嵌入式软件程序设计 嵌入式软件程序是小车控制程序的核心部分，负责控制小车硬件的各 项功能。具体实现过程如下： ① 初始化程序：负责对小车硬件进行初始化和启动，包括IO口配置、计数器设置、定时器设置等。 ② 循迹程序：根据红外循迹传感器所检测到的黑白线，判断小车的行 驶方向。如果是白线，则小车继续向前行驶；如果是黑线，则小车需 要进行转向。 ③ 路径规划程序：根据预设路径，计算小车应该按照什么路线进行行驶。路径规划程序需要考虑小车的行驶速度、运动方向和当前的循迹 情况。

循迹避障智能小车的实验设计

循迹避障智能小车的实验设计 本实验旨在设计和实现一个能够循迹避障的智能小车，通过实践验证其实验设计方案是否可行。通过本实验，希望能够提高小车的自动化水平，使其能够在复杂的路径环境中自主运行。 循迹避障智能小车：实验所用的智能小车需具备循迹和避障功能。传感器：为了实现循迹和避障功能，我们需要使用多种传感器，如红外线传感器、超声波传感器等。 电路：实验中需要搭建的电路包括电源电路、传感器接口电路和控制器电路等。 编程软件：采用主流的编程语言如Python或C++进行编程，实现对小车的控制和传感器数据的处理。 搭建电路：根据设计要求，完成电源电路、传感器接口电路和控制器电路的搭建。 安装传感器：将红外线传感器和超声波传感器安装在小车上，并与电路连接。 编程设定：使用编程软件编写程序，实现小车的循迹和避障功能。

调试与优化：完成编程后进行小车调试，针对实际环境进行调整和优化。 通过实验，我们成功地实现了小车的循迹避障功能。在实验过程中，小车能够准确地跟踪预设轨迹，并在遇到障碍物时自动规避。 实验成功的主要因素包括：正确的电路设计、合适的传感器选型、高效的编程实现以及良好的调试与优化。在实验过程中，我们发现了一些需要改进的地方，例如传感器的灵敏度和避障算法的优化。为了提高小车的性能，我们建议对传感器进行升级并改进避障算法，使其能够更好地适应复杂环境。 通过本次实验，我们验证了循迹避障智能小车实验设计方案的有效性。实验结果表明，小车成功地实现了循迹避障功能。在未来的工作中，我们将继续对小车的性能进行优化，以使其在更复杂的环境中表现出更好的性能。本实验的设计与实现对于智能小车的应用和推广具有一定的实际意义和参考价值。 随着科技的不断发展，智能小车已经成为了研究热点之一。避障循迹系统是智能小车的重要组成部分，它能够使小车自动避开障碍物并按照预定的轨迹行驶。本文将介绍一种基于单片机的智能小车避障循迹系统设计，该设计具有简单、稳定、可靠等特点，具有一定的实用价

自动寻迹、避障智能小车毕业设计

自动寻迹、避障智能小车毕业设计 目录 1 绪论 (2) 1.1 课题研究的背景 (2) 1.2 课题研究的主要容 (3) 2 系统方案确定及主要元件的选择 (3) 2.1 系统方案确定 (3) 2.2 主要元件的选择 (4) 3 系统硬件部分设计 (6) 3.1 主控器AT89C51 (6) 3.2 复位电路 (8) 3.3 时钟电路 (9) 3.4 寻迹模块 (9) 3.5 避障模块 (10) 3.6 声控模块 (10) 3.7 H桥电机驱动 (10) 3.8 电源模块 (12) 3.9系统的整体电路 (13) 4 系统软件部分设计 (13) 4.1 系统使用的软件简介 (13) 4.2 软件调试平台 (14) 4.3 系统程序流程设计 (16)

4.4 系统仿真实现 (16) 结论 (19) 参考文献 (19)

1 绪论 1.1 课题研究的背景 从工业革命开始，人们就开始了机器人的研究发展，近一个世纪机器人在机械领域，电力电子，冶金，交通，航空航天，国防事业等多方面得到了迅猛的发展。智能化机器人的不断发展，使得人们的生活方式也得到了不断的改善。人们在不断探讨、改造、认识自然的过程中，制造能替代人劳动的机器一直是人类的梦想。 目前，在不断改进生产技术，不断提高自动化技术的环境下，智能车的发展得到了空前的发展，且已在众多行业中得到广泛应用，智能车及相关产品的开发已日渐成熟。而且，在世界经济多元化的环境下，很多国家都在积极开展研究和开发智能车。在二十世纪高新技术不断发展的时代，移动机器人是成为机器人技术的一个重要分支[1]。从1966年开始，斯坦福研究院Nils Nilssen和charles Rosen等人经过6年的研究，终于开发出一种自主式的移动机器人，且完成了机器人系统的自主推理、规划和控制。自此时以来，从无到有的移动机器人产生了，伴随着智能车数量的不断增加，移动机器人越来越受到人们的关注，且人类的生活水平也得到了一个提升。 一个拥有感知环境、规划决策，自动驾驶等功能的综合系统，构成了今天的智能车。它集中地运用了计算机、传感、信息、通信、导航及白动控制等技术[2]，是典型的高新技术综合体。在原有车辆系统的基础上，智能车添加了一些高新智能技术设备，如1）用于完成来自外部传感器所获取的道路信息的预处理、分析、识别等工作的计算机处理系统; 2）传感器，用来获得道路实时状况信息的智能车眼睛; 随着微电子技术的不断发展，单片机不但集成程度越来越高，已可以在一块芯片上同时集成CPU、存储器、定时器／计数器、并行和串行接口、A／D 转换器、D／A 转换

循迹小车设计报告

电子技术课程设计报告 学院： 专业班级： 学生姓名： 指导教师： 完成时间： 成绩： 报告

一. 设计要求 ：基本要求：1、控制小车走正方形运动 2、能沿直线和沿弧线寻迹行驶，遇停止标志自动停止。 3、能在设定的迷宫中自动走出迷宫 扩展功能：1、能显示行驶距离。 2、有避障功能 。 设计的作用、目的 循迹控制系统的原理是在轮胎打滑时，包括了起跑`过弯`下雨天等等的情况，利用各式各样的方法来降低扭力的输出，让轮胎重新狁得抓地力，进而让车手能够控制赛车，将动力发挥到极限，并增加赛车速度。而降彽扭力的方法有油门的控制`点火延迟`或是关掉数个气缸的点火或供油系统。 由于传动轮在加速时超过50g，所以降彽惯性秘所需的反应要非常快速，但是利压子油门控制需要30毫秒，反应时间不够快：延迟点火又有耐用的问题：因此现行的循迹系统是利用装置在轮胎处的感应器来侦测轮胎状况，当轮胎打滑时电脑就会降彽引擎输出功率，通常是数个汽缸不点火，或是在供油程式下功夫，让轮胎停止打滑，以降彽车辆因为轮胎打滑所造成的失控状况，进而增加赛车的速度。 不过现在的循迹控制系统可不是那产简单，随着电子技术的进步，现在的电脑可以做出较过去更顺畅的循迹系统，保持在最大靡擦力的边缓，得到最佳的引擎动力运用，以最近Coulthard对这项系统所做的评论为例，他说：循迹控制不止有在慢速弯道中有帮助，在高速弯中也有所助益，系统不只会在打滑的时候做出补偿的动作，就当车辆正开始滑的时就会出现，过去要以时速120MPH 半油门方式过的弯，搭载循迹系统之后，可以125MPH全油门方式通过设计的具体实现 1．系统概述 简单介绍系统设计思路与总体方案的可行性论证，各功能块的划分与组成，全面介绍总体工作过程或工作原理。 1.小车控制及驱动单元的选择

智能循迹小车设计方案

智能循迹小车设计方案 智能循迹小车设计方案 智能循迹小车是一种能够根据预设路径自主行驶的无人驾驶车辆。本设计方案旨在实现一辆智能循迹小车的设计与制作。 一、方案需求： 1. 路径规划与控制：根据预设的路径，小车能够准确、迅速地在指定道路上行驶，并能随时调整方向和速度。 2. 传感器控制与反馈：小车具备多种传感器，能够实时感知周围环境和道路状况，如通过红外线传感器检测道路上的障碍物。 3. 自主导航与避障能力：小车能够自主判断并决策前进、转弯或避让，确保安全行驶。当感知到障碍物时，能及时做出反应避开障碍。 二、方案设计： 1. 硬件设计： a. 小车平台：选择合适的小车底盘，具备稳定性和承重能力，大小和外观可以根据实际需求进行设计。 b. 传感器系统：包括红外线传感器、超声波传感器和摄像头等，用于感应周围环境和道路状况。 c. 控制系统：采用单片机或嵌入式控制器，以实现传感器数据的处理、决策和控制小车运动。

2. 软件设计： a. 路径规划与控制算法：通过编程实现路径规划算法，将预设路径转换为小车可以理解的指令，控制小车的运动和转向。 b. 感知与决策算法：根据传感器获取的数据，实时判断周围环境和道路状况，做出相应的决策，例如避开障碍物或调整行驶速度。 c. 系统界面设计：为方便操作和监测，设计一个人机交互界面，显示小车的状态信息和传感器数据。 三、方案实施： 1. 硬件实施：根据设计要求选择合适的硬件部件，并将它们组装在一起，搭建小车平台和安装传感器。确保传感器按照预期工作稳定。 2. 软件实施：使用合适的编程语言开发控制程序。编写路径规划、感知与决策算法，并将其与硬件系统绑定在一起。通过测试和调试确保程序的正常运行。 3. 功能测试：对小车进行现场测试，包括路径规划、感知与决策的功能、反应时间和精度等方面的测试。根据测试结果进行优化和调整。 四、方案展望： 1. 增加智能化功能：进一步发展智能循迹小车的功能，添加更多的传感器和算法，实现更高级的自主导航和避障能力。

基于STM32智能循迹避障小车(设计报告)

基于STM32智能循迹避障小车(设计报告) 具有丰富的外设和存储器资源，能够满足本设计的需求。在硬件方面，采用了红外对管和超声波传感器来检测道路上的轨迹和障碍物，并通过PWM调速来控制电动小车的速度。在 软件方面，采用MDK(keil)软件进行编程，实现对小车的自动 循迹和避障，快慢速行驶，以及自动停车等功能。 设计方案 本设计方案主要分为硬件设计和软件设计两个部分。 硬件设计部分主要包括电路原理图的设计和PCB的制作。在电路原理图的设计中，需要将stm32芯片、红外对管、超声波传感器、电机驱动模块等元器件进行连接。在PCB的制作中，需要将电路原理图转化为PCB布局图，并进行钻孔、贴 片等工艺流程，最终得到完整的电路板。 软件设计部分主要包括程序的编写和调试。在程序的编写中，需要先进行芯片的初始化设置，然后分别编写循迹、避障、速度控制等功能的代码，并将其整合到主函数中。在调试过程中，需要通过串口调试工具来进行数据的监测和分析，以确保程序的正确性和稳定性。 实验结果

经过多次实验测试，本设计方案实现了对电动小车的自动循迹和避障，快慢速行驶，以及自动停车等功能。在循迹和避障方面，红外对管和超声波传感器的检测精度较高，能够准确地控制小车的运动方向和速度；在速度控制方面，PWM调速 的方式能够实现小车的快慢速行驶，且速度控制精度较高；在自动停车方面，通过超声波传感器检测到障碍物后，能够自动停车，确保了小车的安全性。 结论 本设计方案采用stm32为控制核心，利用红外对管和超声波传感器实现对电动小车的自动循迹和避障，快慢速行驶，以及自动停车等功能。在硬件方面，电路结构简单，可靠性能高；在软件方面，采用MDK(keil)软件进行编程，实现了程序的稳 定性和正确性。实验测试结果表明，本设计方案能够满足题目的要求，具有一定的实用性和推广价值。 内核采用ARM32位Cortex-M3 CPU，最高工作频率为 72MHz，1.25DMIPS/MHz，具有单周期乘法和硬件除法功能。存储器方面，片上集成32-512KB的Flash存储器和6-64KB的SRAM存储器。时钟、复位和电源管理方面，支持2.0-3.6V 的电源供电和I/O接口的驱动电压。具有上电复位（POR）、 掉电复位（PDR）和可编程的电压探测器（PVD）功能。支持

循迹避障蓝牙小车开题报告主要创新点

循迹避障蓝牙小车开题报告主要创新点 引子 随着科技的不断发展，人们对自动化设备的需求也越来越高。在这样 的背景下，循迹避障蓝牙小车应运而生。随着小车的智能化程度不断 提高，它已经成为了现代自动化设备的代表之一。因此，在接下来的 几段中，我将介绍循迹避障蓝牙小车开题报告的主要创新点，以及对 人们的贡献。 技术类 循迹避障蓝牙小车最显著的创新在于它所采用的先进技术。蓝牙技术 的运用使得小车的控制更加便捷，避免了过多的电线缠绕、线路堆积 等问题。同时，小车可靠性和安全性得以极大提高——它可以避免遇 到障碍时无法躲避的窘境。 外观类 循迹避障蓝牙小车的外观也是它的一大突破点。在传统小车的基础上，它通过精美的设计和优质的制作工艺，使得小车更加美观、时尚。此外，小车的体积也被大大缩小，使得其在不同环境下都可以轻松自如 地操作。

功能类 循迹避障蓝牙小车的主要功能在于避免障碍。除此之外，它还可以通过蓝牙等先进技术与其它设备连接，进一步提高了功能的扩展性和灵活度。比如，用户可以通过手机控制小车的运行，实现更加智能化的控制。 应用类 循迹避障蓝牙小车的应用广泛。例如，在仓库中，它可以快速地将货物转移至目的地；在大学里，它可以代替人类送信、送餐等重复性工作；在普通家庭中，它也可以作为一种时尚、便捷的玩具。 心理类 循迹避障蓝牙小车的最后一个创新点则是对人们身心的疏导。它能够迅速带给人们乐趣，从而减轻日常生活中的压力和焦虑。同时，通过小车的操作和控制，人们也能够锻炼自己的思维和能力，进一步提高了人们的劳动和生活质量。 结论 总的来说，循迹避障蓝牙小车的主要创新点与先进技术、外观设计、功能应用、心理健康等方面密不可分。相信随着该小车的不断完善和

智能循迹小车设计方案

智能循迹小车设计方案 一、设计目标： 1.实现智能循迹功能，能够沿着预定轨迹自动行驶。 2.具备避障功能，能够识别前方的障碍物并及时避开。 3.具备远程遥控功能，方便用户进行操作和控制。 4.具备数据上报功能，能够实时反馈运行状态和数据。 二、硬件设计： 1.主控模块：使用单片机或者开发板作为主控模块，负责控制整个小 车的运行和数据处理。 2.传感器模块： -光电循迹传感器：用于检测小车当前位置，根据光线的反射情况确 定移动方向。 -超声波传感器：用于检测前方是否有障碍物，通过测量障碍物距离 来判断是否需要避开。 3.驱动模块： -电机和轮子：用于实现小车的运动，可选用直流电机或者步进电机，轮子要具备良好的抓地力和摩擦力。 -舵机：用于实现小车的转向，根据循迹传感器的信号来控制舵机的 角度。 4.通信模块：

-Wi-Fi模块：用于实现远程遥控功能，将小车与遥控设备连接在同 一个无线网络中，通过网络通信进行控制。 -数据传输模块：用于实现数据上报功能，将小车的运行状态和数据 通过无线通信传输到指定的接收端。 三、软件设计： 1.循迹算法：根据光电循迹传感器的反馈信号，确定小车的行进方向。为了提高循迹的精度和稳定性，可以采用PID控制算法进行修正。 2.避障算法：通过超声波传感器检测前方障碍物的距离，当距离过近时，触发避障算法，通过调整小车的行进方向来避开障碍物。 3.遥控功能：通过Wi-Fi模块与遥控设备建立连接，接收遥控指令并 解析，根据指令调整小车的运动状态。 4.数据上报功能：定时采集小车的各项运行数据，并通过数据传输模 块将数据发送到指定的接收端，供用户进行实时监测和分析。 四、系统实现： 1.硬件组装：根据设计要求进行硬件的组装和连接，确保各个模块之 间的正常通信。 2.软件编程：根据功能要求，进行主控模块的编程，实现循迹、避障、遥控和数据上报等功能。 3.调试测试：对整个系统进行调试和测试，确保各项功能正常运行， 并进行性能和稳定性的优化。

循迹避障蓝牙小车设计思路与方案

循迹避障蓝牙小车设计思路与方案 近年来，随着科技的飞速发展，智能机器人逐渐走进我们的生活。其中，循迹避障蓝牙小车成为了人们关注的焦点之一。它不仅可以通过循迹技术实现沿指定路径行驶，还能够通过避障技术避免与环境中的障碍物发生碰撞。本文将介绍循迹避障蓝牙小车的设计思路与方案。 一、硬件设计 1. 主控模块：选择一块性能稳定、功能丰富的主控板，如Arduino Uno。它具有较强的扩展性，能够满足蓝牙通信和传感器接口的需求。 2. 电机驱动模块：选择合适的电机驱动模块，如L298N。它能够提供足够的电流和电压来驱动小车的电机。 3. 电机：选择高性能的直流电机，根据小车的重量和所需速度进行合理选择。 4. 轮胎：选择具有较好摩擦力和抓地力的轮胎，以确保小车能够稳定行驶。 5. 循迹模块：选择适用的循迹模块，如红外传感器或巡线传感器。它可以通过检测地面上的黑线来实现循迹功能。 6. 避障模块：选择合适的避障模块，如超声波传感器或红外避障传感器。它可以通过检测前方的障碍物来实现避障功能。 7. 电源模块：选择合适的电源模块，如锂电池或干电池。它能够为

整个系统提供稳定的电源供应。 二、软件设计 1. 循迹算法：利用循迹模块检测地面上的黑线，通过编程实现小车沿着指定的路径行驶。可以采用PID控制算法来调整小车的转向角度，保持在黑线上行驶。 2. 避障算法：利用避障模块检测前方的障碍物，通过编程实现小车避开障碍物。可以采用距离测量和路径规划算法来确定避障的方向和距离。 3. 蓝牙通信：通过蓝牙模块与手机或电脑进行通信，实现对小车的控制和监控。可以编写相应的手机应用或电脑软件来实现远程控制和实时监测。 三、系统集成 1. 连接硬件：将主控模块、电机驱动模块、电机、循迹模块、避障模块和电源模块按照设计连接起来，确保各模块正常工作。 2. 编程调试：编写相应的程序代码，并进行调试。通过串口或无线通信方式将程序烧录到主控模块中，保证系统的稳定性和可靠性。 3. 系统测试：对整个系统进行测试，验证循迹和避障功能的准确性和可靠性。可以在不同场景下进行测试，如直线、弯道、障碍物等。 4. 优化改进：根据测试结果，对系统进行优化和改进。可以调整循迹算法和避障算法的参数，或者改进硬件设计，以提高系统的性能和稳定性。

智能循迹避障小车设计说明

智能循迹避障小车设计说明 智能循迹避障小车是一种基于微控制器控制的智能小车，它能够根据预设程序进行自主行驶、循迹和避障。下面是对智能循迹避障小车的设计说明： 1.硬件设计 智能循迹避障小车的硬件设计包括以下组成部分： 1.1 微控制器：使用单片机实现小车的控制和决策，采用常见的单片机有STC、ATmega、STM32等。 1.2 传感器：使用光电传感器进行循迹，超声波传感器进行避障。在循迹方面，一般采用两个光电传感器，安装在小车底部，分别检测黑线和白色地面；在避障方面，一般采用超声波传感器，安装在小车前方，检测前方物体距离。 1.3 驱动电机：小车驱动电机一般采用直流减速电机，通过H桥驱动电路实现正反转控制。 1.4 电源：小车电源采用锂电池或干电池供电。 1.5 其他：小车还需要一些辅助元件，如LED指示灯、蜂鸣器等。 2.软件设计 智能循迹避障小车的软件设计包括以下几个方面： 2.1 循迹算法：根据光电传感器检测到的黑线和白色地面的信号，判断小车当前位置，控制小车朝着黑线方向运动。 2.2 避障算法：根据超声波传感器检测到的前方距离信息，判断小车前方是否有障碍物，避免碰撞。

2.3 控制逻辑：根据传感器数据计算得出的小车状态，进行控制决策。比如，避障优先还是循迹优先，小车如何避障等。 2.4 通信协议：如果需要远程控制或传输数据，需要设计相应的通信协议。 3.功能实现 基于硬件和软件设计，实现智能循迹避障小车以下功能： 3.1 循迹：小车能够自主行驶，按照预设的循迹算法进行路径规划和执行。 3.2 避障：小车能够根据预设的避障算法，自主避开前方障碍物，避免碰撞。 3.3 情境感知：小车能够通过传感器感知环境，根据感知到的信息做出相应的控制决策。 3.4 远程控制：如果需要，可以通过通信模块实现小车的远程控制和数据传输。

智能循迹避障小车设计

智能循迹避障小车设计 感知系统是智能循迹避障小车的眼睛和耳朵，主要由距离传感器、红 外线传感器、摄像头等组成。距离传感器用于测量小车与障碍物之间的距离，红外线传感器可以用来检测地面的黑线，摄像头用于识别环境中的障 碍物和黑线。 控制系统是智能循迹避障小车的大脑，主要由微控制器、电机驱动器、导航算法等组成。微控制器是小车的核心控制单元，负责接收传感器的信 号并根据预设的导航算法来控制电机驱动器的动作。电机驱动器用于控制 小车的运动，包括前进、后退、左转和右转等动作。导航算法是核心的控 制逻辑，根据传感器的信号来判断小车的位置和周围环境，并制定合适的 控制策略。 执行系统是智能循迹避障小车的四个轮子，它们通过电机驱动器的控 制来实现小车的运动。当控制系统判断小车需要前进时，电机驱动器会给 两个前轮施加相同的向前旋转力，使得小车向前运动。当控制系统判断小 车需要左转时，电机驱动器会给一个前轮施加向前旋转力，给另一个前轮 施加向后旋转力，使得小车向左转动。 智能循迹避障小车的关键技术包括障碍物检测、循迹和路径规划。障 碍物检测主要依靠距离传感器、红外线传感器和摄像头来实现。循迹技术 主要依靠红外线传感器来检测地面的黑线，并根据黑线的位置来调整小车 的运动。路径规划技术主要依靠导航算法，根据传感器信号来判断小车的 位置和周围环境，并选择合适的路径来避开障碍物。

除了以上的基本功能，智能循迹避障小车还可以加入其他附加功能， 如声音播放、灯光控制等。例如，小车可以播放音乐或给出声音提示来与 用户进行交互，也可以通过灯光来显示其运动状态。 总的来说，智能循迹避障小车是一种具备自主导航和障碍物避让能力 的小型机器人车辆。通过感知系统、控制系统和执行系统的协同工作，它 能够准确地感知环境中的障碍物并做出合适的运动决策。在未来的发展中，智能循迹避障小车有望应用于家庭、商业和工业领域，为人们的生活和工 作带来更多的便利和效率。

智能小车循迹项目总结汇报

智能小车循迹项目总结汇报 智能小车循迹项目总结汇报 一、项目背景 智能小车循迹项目是一个基于图像识别技术的智能汽车控制系统。随着人工智能和物联网技术的快速发展，智能汽车正在成为一个热门领域。循迹技术是智能汽车中的关键技术之一，它可以让汽车沿着指定的轨迹行驶，自动避开障碍物，给人们带来更方便、更安全的出行体验。 二、项目目标 本项目的目标是设计一个能够自动循迹的智能小车。通过使用图像识别技术，小车能够识别道路上的黑色轨迹，并沿着轨迹行驶。同时，小车还具备自动避障功能，能够检测到前方的障碍物并自动停下来。此外，小车还具备远程控制功能，用户可以通过手机APP控制小车的运动。 三、项目实施 1. 硬件准备 为了实现项目目标，我们购买了一些需要的硬件设备，包括智能小车底盘、摄像头模块、避障传感器、控制电路板等。 2. 硬件搭建 我们首先进行了硬件的搭建工作。将摄像头模块和避障传感器

连接到控制电路板上，并将电路板安装到小车底盘上。确保硬件设备能够正常工作。 3. 软件开发 在硬件搭建完成后，我们开始了软件开发工作。首先，我们搭建了一个图像识别模型，使用卷积神经网络训练来识别道路上的黑色轨迹。然后，我们编写了控制算法，根据摄像头传回的图像识别结果，控制小车沿着轨迹行驶。 4. 测试与优化 在软件开发完成后，我们进行了测试与优化工作。通过对小车在道路上的行驶进行测试，我们发现小车在某些情况下行驶不稳定，有时无法循迹。于是，我们对控制算法进行了优化，通过增加反馈控制机制，解决了这个问题。 四、项目成果 经过一段时间的努力，我们成功地完成了智能小车循迹项目。最终的成果是一个能够自动循迹的智能小车。该小车能够识别道路上的黑色轨迹，并沿着轨迹行驶。同时，小车还具备自动避障功能，能够检测到前方的障碍物并自动停下来。另外，小车还通过手机APP实现了远程控制功能。 五、项目总结 通过这个项目，我学到了许多有关智能汽车和图像识别技术的知识。我了解到智能汽车是一个复杂的系统工程，需要涉及多

循迹避障小车设计报告

项目名称：智能小车系别：信息工程系 专业：11电气工程及其自动化：亮、占闯、康 指导老师：王蕾 目录

摘要：................................................. ..............................................3关键词：................................................. (3) 绪论：................................................. (3) 一、系统设 计............................................. (4) 1.1、任务及要 求................................................ (4) 1.2车体方案认证与选 择................................................ (4) 二、硬件设计及说 明................................................ (5) 2.1循迹+避障模

块................................................ (5) 2.2主控模块................................................ (6) 2.3电机驱动模块................................................ (6) 2.4机械模块................................................ (7) 2.5 电源模块................................................ (7) 三、自动循迹避障小车总体设 计 (7) 四、软件设计及说明................................................ (8) 4.1系统软件流程图.................................................. (9)

智能循迹避障小车报告书

电子科协竞赛项目报告书参赛作品：基于51单片机的智能寻迹避障小车 小组成员：盛博 专业班级：电信1205班 报告提交日期： 2013年 4 月12日

目录 1设计要求与功能 (3) 1.1设计基本要求 (3) 2 硬件设计 ................................................. (3) 2.1主控系统及所需主要元件 (3) 2.2机械系统 (4) 2.3电机驱动模块 (5) 2.4 循迹模块 (6) 2.5避障模块 (6) 2.6电源模块 (7) 2.7报警模块 (7) 2.8远程操控模块 (8) 3 软件设计 (8) 3.1主程序及框图 (8) 3.2电机驱动程序 (9) 3.3循迹程序 (9) 3.4避障程序 (10) 3.5报警及远程操控程序 (10) 4调试过程 (11) 5总结 (11) 附录总C程序 (11)

一设计要求与功能 设计并制作一个能自动循迹壁障的智能小车。可沿不规则黑色轨迹行驶，遇到障碍可自动绕行，遇到黑色停止线自动停止，轨迹、通道、障碍现场如图。 1．基本要求 （1）小车启动沿着轨迹行驶，遇到终点线停车； （2）小车遇到行驶轨迹范围内的障碍物应自动绕行，脱离轨迹后能自动寻找轨迹并形式到终点。 2．发挥部分 （1）增加声、光报警功能，增加无线遥控启动、停止功能； （2）利用Protel或者Alitum Designer等软件进行PCB设计。 二硬件设计 2.1主控系统及所需主要元件 主控系统由STC89C52单片机负责，通过接收并分析信号模块传输过来的信号对各模块下达指令，使各模块能持续并稳定地共同工作，形成有机的整体，从而实现小车的各种功能。 所需主要元件：STC89C52单片机，减速电机，红外对管等。