智能避障小车实验报告与总结.doc
智能避障小车实验报告与总结.doc
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一、实验目的
本次实验的目的主要是为了开发一款智能避障小车，能够在遇到障碍物的时候自动的
调整小车的行驶线路，从而实现自动避障的功能。
二、实验简介
本次实验是借助Arduino组装智能避障小车，小车拥有机械减速装置和两个安装在小
车前面的发射装置，用来发射超声波信号来检测障碍物，当安装在小车前面的发射装置检
测到障碍物的时候，小车会自动的重新调整走行线路，避免进入发射装置检测到的障碍物。
三、实验流程与原理
1. 硬件接线：
硬件从实验清单上将所需电子元件按照所需顺序连接上Arduino开发板，包括：
发射装置、接收装置、步进电机、电机驱动板和超声波传感器。
2. 编程：
编程采用Arduino IDE，将发射装置发射的超声波信号，接收装置接收的反射信号使用超声波模块采集，并且利用Arduino的程序控制电机驱动板，从而调节小车的行驶方向，最终实现自动避障的功能。
3. 运行实验：
将程序上传到Arduino板上，观察小车的避障功能，当小车行驶到障碍物的时候，小车会自动的重新调整方向，避免进入发射装置检测到的障碍物。
四、实验结果与总结
本次实验，通过无线式避障小车，能够在行驶过程中自动检测到障碍物并调整行驶方
向自动避障，且能排除许多可能发生的外界干扰，满足了自动避障的要求，从而达到了实
验目标。
避障小车设计实验报告
福州大学至诚学院 题目：避障小车设计实验报告 姓名： 学号： 210992044 同组者： 专业：电气工程及其自动化专业 年级： 09级 指导教师： 2011年04月24日
1、实验材料：MultiFLEX?2-A VR控制器；红外线接近传感器两个；红外线 测距传感器一个；碰撞传感器一个；轮子四个；舵机四个；结构 件若干。（“创意之星”机器人套件） 2、原理：碰撞传感器是由一个按钮开关和外围电路构成，其输出信号为 数字信号。当按钮按下时，信号输出端输出低电平；按钮被释放时， 信号输出高电平。可以充当开关使用。红外接近传感器是利用被检 测物对光束的遮挡或反射，由同步回路选通电路，从而检测物体有 无的。光电开关将输入电流在发射器上转换为光信号射出，接收器 再根据接收到的光线的强弱或有无对目标物体进行探测。当红外线 传感器遇到障碍时，信号输出端输出低电平，没有障碍时，信号输 出端输出高电平，从而实现小车的避障功能。红外线测距传感器 GP2D12主要是由红外发射器、PSD（位置敏感检测装置）及相关处 理电路构成，红外发射器发射一束红外光线，红外光线遇到障碍物 被反射回来，通过透镜投射到PSD上，投射点和PSD的中心位置存 在偏差值a，GP2D12根据下图所示的a、b、α三个值就可以计算出 H的值，并输出相应电平的模拟电压。利用此功能来实现小车判断 前方是否有坑的功能。
3、小车的功能介绍： （1）按下碰撞传感器按钮，小车停止运动，再次按，小车继续运动； （2）检测前方是否有障碍，有则避之； （3）检测前方是否有坑，有则避之； （4）在一个由两堵墙构成的死角，通过左右避障次数的累计绕出死角。 4、步骤：（1）熟悉机器人零件及其应用； （2）搭建小车，调试舵机及其编号； （3）编程——编译——下载程序； （4）检验程序结果，对小车进行调试，并对程序进一步改进。5、机器人逻辑判断流程：
智能寻迹避障小车报告
智能小车 摘要 本小车以MSP超低功耗单片机系列MSP430F5438为核心，完成寻迹、避障、测速、测距等功能。在机械结构上，对普通的小车作了改进，即用一个万用轮来代替两个前轮，使小车的转向更加灵敏。采用PWM 驱动芯片控制电机，红外传感器来寻迹，超声波传感器来避障、测距，霍尔传感器测速。基于可靠的硬件设计和稳定的软件算法，实现题目要求。而且附加实现显示起跑距离、行驶时间、行驶速度等扩展功能。 关键词：MSP430 寻迹避障测速测距 Abstract This design is controlled with the MCU(MSP430F5438) to complete the function of finding trace, detecting medal, avoiding barrier, tending to light and measure speed. By using infrared sensor to locate the trace, photo, electrical sense to measure the light、metal sensor to detect the metal and ultrasonic wave sensor to avoid the barrier. Based on the reliable hardware and software designing, this design is well fulfilled. In addition, such extended functions as measuring the distance and recording the running-time are completed well. On the level of machine structure, we use a perfect wheel to make the car turning more convenience. Key Words: MSP430 find trace detect medal avoid barrier and tend to light.
智能小车实验报告
智能小车实验报告 1. 引言 近年来，随着科技的快速发展，人工智能成为了研究的焦点之一。智能小车作为人工智能的应用之一，具有广阔的发展前景。 本实验旨在探索智能小车的设计与实现，并通过实践掌握相关技术。 2. 设计与搭建 2.1 电路设计 根据实验要求，我们使用了Arduino开发板作为智能小车的控 制中心。通过连接电机驱动模块和超声波传感器，实现了对小车 的控制与感知。电路设计中充分考虑了稳定性与可靠性，保证了 智能小车的正常运行。 2.2 程序设计 为了实现智能小车的自主导航功能，我们编写了相应的程序。 程序通过读取超声波传感器的测量数据，并结合事先设定的目标，实现了小车的精准避障与循迹。通过巧妙的算法设计，我们成功 地实现了智能小车的自主导航。
3. 实验结果与分析 3.1 避障能力 在实验中，我们设置了不同的障碍物来测试智能小车的避障能力。经过多次尝试与优化，智能小车成功地避开了各类障碍物， 展现了出色的避障能力。这一结果验证了我们算法设计的合理性，同时也为智能小车的实际应用提供了保证。 3.2 循迹性能 为了测试智能小车的循迹性能，我们在实验中布置了黑白交替 的赛道。通过对小车上的循迹传感器进行调试与测试，我们成功 地实现了小车的自主循迹。无论是直线还是弯道，智能小车始终 保持在指定的轨迹上，展示出了出色的循迹性能。 4. 应用前景与展望 智能小车作为人工智能的一个典型应用，具有广泛的应用前景。随着自动驾驶技术的发展，智能小车有望在物流、仓储和无人配 送等领域发挥重要作用。此外，智能小车还能够应用在环境监测、安防巡检等方面，为人们提供更加便利与安全的服务。
智能小车实验报告
简易智能电动小车
摘要： 本系统基于运动控制原理，以MSP430为控制核心，用红外传感器、超声探头、光敏电阻、霍尔传感器之间相互配合，实现了小车的智能化，小车完成了自动寻迹、避障、寻光入库、铁片检测、行程测量的功能，整个系统控制灵活，反应灵敏。 关键词：MSP430 传感器运动控制系统 Abstract: This system based on motion control principle, as control core, with MSP430 infrared sensors, ultrasonic probe, photoconductive resistance, hall sensors, realize the interaction between the intelligent of the car, the car completed the automatic tracing, obstacle avoidance, found the light inventory, iron detection, the function of the trip, the whole system measurement control flexible, sensitive reaction. Keywords: MSP430 sensor motion control system
目录 摘要： (2) 一、方案的设计和论证 (4) 1、控制器的选择 (4) 2、执行部件电动机 (5) 3、电机驱动 (5) 4、传感器 (6) 4.1、引导线的检测 (6) 4.2、金属的探测 (6) 4.3、路程的测量 (7) 4.4、障碍物的探测 (7) 4.5、寻光入库 (8) 5、电源 (8) 6、系统总体设计方案 (8) 二、硬件设计 (9) 1、前向通道 (9) 1．1、循迹 (9) 1.2、金属探测 (11) 1.3、路程测量 (11) 1.4、避障 (12) 1.5、寻光入库 (14) 2、后向通道 (14) 2.1、步进电机驱动 (14) 2.2、直流电机驱动电路 (15) 2.3、声光信号 (15) 3、电源 (16) 三、软件设计 (16) 四、综合调试 (18) 五、测试结果与分析 (18) 六、总结分析 (18) 七、参考文献 (19)
循迹、避障、寻光小车实验报告
简易智能小车 摘要：本系统基于自动控制原理，以MSP430为控制核心，用红外传感器、光敏三极管、霍尔传感器、接近开关之间相互配合，实现了小车的智能化，小车完成了自动寻迹、避障、寻光入库、计时、铁片检测、行程测量的功能。本系统采用液晶LCD12864显示数据，良好的人机交流界面，显示小车行程的时间、铁片中心线离起始线的距离和铁片的个数。整个系统控制灵活，反应灵敏。 关键词：MSP430 传感器 LCD12864
目录 一、方案论证与比较 (3) 1、题目任务要求及相关指标的分析 (3) 2、方案的比较与选择 (3) （1）控制单元的选择 (3) （2）直流电机驱动电路的选择 (3) （3）轨迹探测模块选择 (3) （4）金属片的探测 (3) （5）路程测量方案的选择 (4) （6）避障方案的选择 (4) （7）小车寻光方案的选择 (4) （8）电源的选择 (4) （9）刹车机构功能方案比较 (5) 二、系统总体设计方案及实现方框图 (5) 1、系统总体设计方案 (5) 2、系统实现框图 (5) 三、理论分析与计算 (5) 1、铁片中心线距离的测量 (5) 2、小车行程时间的测量 (5) 四、主要功能电路设计 (6) 1、小车循迹模块 (6) 2、小车检测铁片模块 (6) 3、小车测距模块 (6) 4、小车避障模块 (6) 5、小车寻光模块 (6) 6、直流电机驱动模块 (7) 五、系统软件的设计 (8) 六、测试量数据与分析 (8) 1、测量数据 (8) 2、数据分析 (8) 参考文献 (8)
一、方案论证与比较 1.题目任务要求及相关指标的分析 题目要求小车按照规定的跑道行驶，同时检测在跑道下的铁片，在检测到最后一块铁片时小车会有连续的声光显示；后又可以准确的避开障碍，而且不与障碍物接触；最后，在光源的引导下，进入车库。智能小车有显示功能，可以显示检测到铁片的数量，金属片距起点的距离，行驶的总时间。整个行驶过程中的总时间不大于90秒，小车在行驶90秒后会自动停车。 2. 方案的比较与选择 （1）控制单元的选择 方案一：利用单片机与FPGA配合使用。基于FPGA I/O口数量多以及运算速度快的特点，对各种传感器得到的信号进行处理，将处理结果交予单片机，从而由单片机控制小车的行驶。 方案二：利用TI的单片机MSP430，该芯片集成了模拟电路、数字电路、微处理器，具有AD采样、比较器、产生PWM控制信号，掉电可以继续复位工作等功能。此外，MSP430有众多的I/O口，可以很好的实现对小车的控制。 由于FPGA太大，不宜装在小车上，并且FPGA不好供电。题目对小车的实时性要求不是很高，所以我们所需要的控制单元不必要具备很高的运算速度，故两种方案都可以很好的实现题目的要求。出于对成本和功耗的考虑，我们采用方案二。 （2）直流电机驱动电路的选择 方案一：采用H型桥式驱动电路。直流电机驱动使用最广泛的是H型桥式驱动电路，这种电机可以很方便的实现直流电机的四象限运行，分别对应正转、正转制动、反转、反转制动。但是使用时需要注意直通短路，这给电路带来了不稳定因素。 方案二：利用驱动专用芯片L298。L298是集成的桥式驱动电路，最大驱动电流可达到4A。该芯片使用时外围电路简单，控制方法十分方便。而且其驱动效果良好。 经过比较，一块L298可以驱动两个电机，大大简化了驱动电路，所以我们采用方案二。 （3）轨迹探测模块选择 方案一：采用红外对管检测。一般自然光线中红外线频段能量较弱，而且红外线波长较长，近距离衰减小，这样在一定程度上能避免外界光源干扰，可以更为可靠的探测近距离的黑线。 方案二：采用光敏电阻检测。光敏电阻对光强敏感，当光强时其电阻较小。黑线和白纸对光的反射能力不同，所以可以利用这一性质，判断黑线的位置。 在车下面，光强较弱，会在一定程度上影响光敏电阻的功能，并且还有钨丝灯对光敏电阻的影响，不同的地方光强不一样。另外，光敏电阻对光强有一定的反应时间，实时性不如红外对管，难以达到小车循迹的要求，所以我们选择方案一。 （4）金属片的探测 方案一：采用分立的霍尔元件。霍尔元件在接近金属时，由于其电磁效应，会产生脉冲信号。然而，它产生的脉冲信号不是十分稳定，不便于信号的处理。 方案二：采用工业用的集成金属检测元件——接近开关。当其接近金属片
智能小车实验报告
智能小车实验报告
智能小车实验报告 摘要 为了实现智能小车按照题目要求运动，从指定位置进入规定区域，并寻找到障碍物，驶向障碍物，将障碍物推出规定区域，并实时显示障碍物的位置。本实验系统分为两个小系统，控制端与运动端。控制端以单片机C8051F020作为控制核心，运动端采用DSP2812作为控制核心。并以无线模块实现控制端与运动端之间的交流，以实现智能小车按照题目要求运动，并将信息实时反馈给控制端，显示出来；对于关键的小车运动执行元件，经过充分比较、论证，最终选用了步进电机，能够准确定位并且具有瞬间启动和急速停止的优越特性。电机的驱动是以L298N为芯片的驱动模块；小车的电源模块采用16V的锂电池供电；通过红外对管TCRT5000判断黑线为循迹，实现了小车在规定区域上行驶并将信息实时反馈给控制端等功能；并且小车的控制端显示部分选用LCD12864液晶屏来显示所需的参数。最后的实验表明，系统完全达到了设计要求，不但完成了所有基本和发挥部分的要求，并增加了路程显示、全程时间显示等创新功能。 关键词：C8051F020单片机、DSP2812、L298N、红外对管TCRT5000、循迹、 LCD12864液晶屏
一、系统方案 1.1 总体方案设计 本实验需要智能小车在规定的120cm*120cm区域内。从起点位置出发，检测障碍物所在位置并实施清除动作。在重力感应传感器控制下实现智能小车的前进，后退，左转，右转等操作，控制智能小车行驶到障碍物位置，并且停留至少3秒钟，给出声或光的信号。然后将障碍物推出规定区域。为了完成实验要求，控制端在单片机控制下，显示模块，重力传感器模块、无线通信模块的协同配合，共同完成控制端的工作。运动端以DSP2812为核心，超声波模块、红外避障模块、驱动控制模块、循迹模块和电源模块的统一调配下，让小车符合条件的行驶、通信、并清除障碍物，完成整个实验。 根据实验要求，我们设计的总体方案为控制端以Silicon Laboratories公司生产的单片机C8051F020为控制核心，运动端以TI公司新推出的功能强大的32位定点的DSP2812为核心，采用步进电机和LM298芯片控制小车运动，用锂电池提供16V 电压，用TCRT5000保证小车能在规定的区域内正常行驶，并以超声和红外共同确定
智能小车的实训报告
智能小车的实训报告 1. 实训简介 本次实训是一项基于智能小车的项目，旨在让学生学习并掌握智能控制和物联 网技术的应用。在实训中，我们使用了Raspberry Pi作为核心控制器，通过各类 传感器和执行器实现智能小车的控制。 实训期间，我们学习了基本的Python编程语言，同时掌握了一些树莓派操作 和调试技巧。通过完成一系列的课程设计，我们不仅加深了对智能控制和物联网技术的理解，也训练了自己的实践能力和创新思维。 2. 实训内容 2.1 实验一：智能小车的搭建 在实验一中，我们首先学习了如何搭建智能小车的硬件平台。通过对各种模块 和传感器的接线和配置，我们最终完成了一辆基本的智能小车，并成功地将它连接到了树莓派上。 2.2 实验二：避障控制 实验二是围绕智能小车的避障控制展开的，我们使用超声波传感器测量周围物 体的距离，并通过程序控制小车的行进方向和速度，以实现避障功能。在实验过程中，我们需要不断调试代码和参数，逐步完善小车避障的精准度和鲁棒性。 2.3 实验三：智能追踪 实验三是针对小车能够追踪指定物体的控制，我们使用了摄像头来捕捉物体的 图像，并通过OpenCV进行图像处理，最终根据识别出的物体位置控制小车的运动。在实验中，我们不仅学习了图像处理的基础知识，还掌握了如何使用Python调用OpenCV和摄像头。 2.4 实验四：手势识别 实验四是一个拓展性比较强的实验，我们使用了一款手势识别模块，实现了对 小车的手势控制。通过手势识别模块的数据处理和解析，我们能够将自己的手势指令转化为小车的运动指令，并实现多种手势的控制操作。
3. 实训收获 通过本次实训，我们不仅学到了很多智能控制和物联网技术的应用知识，还锻 炼了自己的实践能力和团队协作能力。在实验过程中，我们需要不断调试和优化代码，同时也需要和同学合作，互相帮助和交流。 除此之外，我们还学到了如何独立思考和创新，不仅是在完成课程设计时，也 体现在我们对未来的探索和思考上。这是一次非常有意义的实训，让我们受益匪浅。 4. 本次实训让我们更深入地了解了智能控制和物联网技术的应用，同时也提高了 我们的实践能力和创新思维。在今后的学习和实践中，我们将继续发扬这种探究精神，不断学习和成长。
避障智能小车总结汇报
避障智能小车总结汇报 避障智能小车是一种基于人工智能技术的智能机器人，它能够通过传感器获取环境信息，并根据这些信息做出相应的反应，以避免与障碍物发生碰撞。通过控制小车的电机或舵机等执行器，使其能够自主地导航和避开障碍物。 避障智能小车的设计和制作主要包括以下几个方面：硬件设计、传感器选择与布置、算法设计与优化、电机控制与平衡、通信与控制系统等。通过合理的设计和优化，使得小车能够在复杂的环境中自主导航并避开障碍物。 在硬件方面，避障智能小车通常由底盘、电机、舵机、传感器、控制器和供电系统等组成。底盘为小车提供了稳定的基础，电机和舵机用于驱动和调整小车的运动方向。传感器是避障智能小车的“眼睛”，可以通过传感器获取到障碍物的位置和距离等信息。控制器根据传感器信息和算法进行计算和决策，并控制电机和舵机执行相应的动作。供电系统为小车提供动力和电能。 在传感器的选择和布置方面，一般会选择红外传感器或超声波传感器作为主要的避障传感器。红外传感器可以用来检测障碍物的距离，超声波传感器可以用来检测障碍物的位置和形状。这些传感器通常会布置在小车的前方和两侧，以保证对周围环境的全方位监测。 算法设计与优化是避障智能小车的核心部分，它通过对传感器获取到的数据进行处理和分析，以得到障碍物的位置、距离和形状等信息。基于这些信息，算法会根据设定的策略和规则，
决定小车的运动方向和速度，以避开障碍物和保持稳定平衡。常见的算法包括基于规则的算法、模糊逻辑算法、机器学习算法等，每种算法都有其优缺点，需要根据实际需求和环境来选择和优化。 电机控制与平衡是保证避障智能小车正常运行的关键环节，通过控制电机和舵机的转动方向和速度，可以实现小车的前进、后退、左转和右转等基本动作。为了保持小车的稳定平衡，还需要考虑小车的重心调整和姿态控制等问题。 通信与控制系统是避障智能小车与外部设备进行数据交换和远程控制的重要部分，可以通过无线通信或有线通信来实现小车和控制终端的连接。通过与控制终端进行数据交换和指令传递，可以实现对小车的实时监控和远程控制。 综上所述，避障智能小车是一种基于人工智能技术的智能机器人，通过传感器获取环境信息并根据算法进行计算和决策，以避免与障碍物碰撞。通过硬件设计、传感器选择与布置、算法设计与优化、电机控制与平衡以及通信与控制系统等方面的工作，可以使得避障智能小车具备自主导航和避障的能力，并成为一种有用的工具和研究对象。
智能避障小车报告
智能避障小车报告 智能避障小车报告 一、引言 智能避障小车是一种具有自主导航和避障功能的智能机器人，它利用传感器和算法来感知周围环境并做出相应的动作，以避免与障碍物发生碰撞。本报告旨在对智能避障小车的设计原理、工作原理以及应用领域进行介绍和分析。 二、设计原理 智能避障小车的设计原理包括感知系统、决策系统和执行系统三个部分。 1. 感知系统：感知系统主要负责获取环境信息，常用的感知器件包括超声波传感器、红外线传感器、摄像头等。超声波传感器可以测量小车与障碍物之间的距离，红外线传感器可以检测障碍物的存在与否，摄像头可以获取环境图像。 2. 决策系统：决策系统根据感知系统获取的信息，通过算法进行分析和处理，决定小车的行动。常用的算法包括避障算法、路径规划算法等。避障算法通常基于感知数据计算出避障方向和速度，路径规划算法则是根据目标位置和环境地图计算出最优路径。 3. 执行系统：执行系统根据决策系统的指令控制小车的运动，包括驱动电机、舵机等部件。驱动电机控制小车的前进、后退和转向，舵机控制车头的转动。
三、工作原理 智能避障小车的工作原理如下： 1. 感知环境：小车利用传感器获取环境信息，例如超声波传感器测量距离，红外线传感器检测障碍物，摄像头获取图像。 2. 数据处理：小车的决策系统对感知到的数据进行处理和分析，计算出避障方向和速度，或者根据目标位置和环境地图计算出最优路径。 3. 控制执行：决策系统根据计算结果发出指令，控制执行系统驱动电机和舵机，控制小车的运动。如果遇到障碍物，小车会自动避开，如果目标位置发生变化，小车会自动调整路径。 四、应用领域 智能避障小车在许多领域都有广泛的应用。 1. 家庭服务机器人：智能避障小车可以在家庭环境中执行一些简单的任务，如送餐、打扫卫生等。 2. 仓储物流：智能避障小车可以在仓库中自主导航，收集和组织货物，减少人力成本和提高效率。 3. 自动驾驶汽车：智能避障小车的避障和导航算法可以应用于自动驾驶汽车，提高安全性和稳定性。 4. 工业生产线：智能避障小车可以用于工厂生产线上的物料搬运，提高生产效率和灵活性。 五、结论
智能避障小车试验报告与总结
智能避障小车试验报告与 总结 专业班级：12自动化-3 ****** 学号：**********
随着科学技术的发展，机器人的感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一种实用有效的 方法。 STC12C5A60S2/AD/PWM系列单片机是宏晶科技生产的单时钟/机器周期(1T)的单片机，是高速/低功耗/超强抗干扰的新一代8051单片机，指令代码完全兼容传统8051,但速度快8-12倍。内部集成MAX810专用复位电路,2路PWM,8路速10位A/D转换(250K/S),针对电机控制，强干扰场合。我们采用的就是STC12C5A60S2这种单片机。 避障系统可以采用反射式光电开关或者超声波传感器 对前方的障碍物进行检测，前者结构简单，应用方便灵活，但不能获知障碍物与小车间的具体距离；后者结构复杂，但可以测得障碍物与小车间的直线距离。本系统采用反射式光电开关E3F-DS10C4来检测障碍物。E3F-DS10C4是漫反射式光电开关，NPN三线输出方式，三线分别为电源线、输出线、
地线。它的灵敏度也可以调节，检测距离比较远，可以达到20cm。 红外发射管，发射50hz调制的38k信号。当遇到障碍物时，发生漫反射，红外接收头接收到这一信号时，输出端输出50hz的信号。判断这一信号，即可判断，遇到了障碍物。 避障传感器基本原理，利用物体的反射性质。在一定范围内，如果没有障碍物，发射出去红外线，因为传播距离越远而逐渐减弱，最后消失，或者反射回来的光很弱时，输出端呈低电平光电开关的检测不受外界干扰。如果有障碍物，红外线遇到障碍物，被反射到达传感器接收头，则输出端呈高电平。传感器检测到这一信号，就可以确认正前方有障碍物，并送给单片机，单片机进行一系列的处理分析，协调小车两轮工作。红外避障基本原理大致就是如此。 利用红外传感器进行“前进-倒退-转向”避障，在车的头部安装光电开关小车采用左右轮分别驱动小车进入障碍 区后，在距离障碍物10cm到20cm的地方就可以检测到前面有障碍物（改变光电开关的灵敏度可改变最远检测距离），然后小车刹车停止，并调整角度，车头右偏一个角度，其方法是小车在前进制动过程中，先制动右轮，这样左轮转动快，使小车右转，并制动停止，随后小车加速后退，然后制动，在制动过程中，先制动右轮，左边快而使车头左偏，小车再
红外线智能避障小车报告
红外线智能避障小车 作者：陈栋展，韦冰江，熊涛，于泳 一、方案设计与论证： 方案一： 原理功能简要描述： 运用逻辑电路来完成电路，通过对红外线探测到物体所发出回的信号用逻辑电路进行处理，控制电机，使小车能够转向，避开障碍物。通过H桥驱动电路来控制电机的转向和前进可行性分析：通过数字逻辑门与H桥驱动电路来控制电机的转向和前进。反映速度非常快，稳定性很高，成本相对较低，开发周期和所消耗精力都比较小。但是由于这个方案一旦完成，便不容易更改，若更改的话，后期的投入相对会变大，灵活性较差，对于小车功能的拓展有很大的局限性。而且不易实现功能稍微强大的拓展。 方案二： 原理功能简要描述： 运用89S51搭建控制电路，把红外信号接到单片机上，通过单片机对信号的检测和处理，控制外围电路使小车转向，来避开障碍物。通过H桥驱动电路来控制电机的转向和前进。可行性分析：
通过微控制芯片51对数据进行处理，处理速度远远满足小车的运行和避障的需求。稳定性较高。成本相对较大，开发周期较长，消耗精力较多。但是方案灵活性较强，即使成品完成，也可以通过编写不同的程序，增加模块来增加小车的功能。 综上所述，我们选择方案二，以便以后小车功能的拓展。 二、系统原理框图： 三、主要电路设计： 电源： 电源采用24V直流稳压电源（战车争霸留下的，所以拿来直接用了）。通过LM7812稳压，供给电动机驱动电压。用LM7805给单片机供电，电源模块原理图如下： 小电容消除快速的电源波形抖动，大电容消除慢速的。 检测模块： 检测物体模块由三个E3F-DS30C4红外线传感器检测信号的。分
别检测小车的左边，右边以及，中间位置是否有物体。并将输出结果接于51的定时器中断端口上去。只打开外部中断INT0,当任意一个管脚检测到有物体可能妨碍小车运行的时候，通过74LS10三与非门电路检测做出反应。输出低，运行外部中断INT0中的程序。 测速模块： 根据通过在某一个车轮上打一个孔，E3F-DS30C4红外线传感器发射光能够穿过小孔，在小车运行时，没转一圈会产生一个低脉冲，用计数器中断接口检测并计数。测定每隔多长时间来一次脉冲，再根据车轮的直径，计算出小车的运行速度，并显示在LCD液晶显示屏上。线路如下：
智能循迹避障小车报告
智能循迹避障小车报告 摘要：本智能识别小车以stc89c52单片机为控制芯片，以直流电机，光电传感器，超声波传感器，电源电路以及其他电路构成。系统由stc89c52通过io口，通过红外传感器检测黑线，利用单片机输出pwm脉冲控制直流电机的转速和转向，循迹由tcrt5000型光电对管完成。 一、系统设计 1、小车循迹，避障原理 这里的循进是指小车在白色地板上寻黑线行走，通常采取的方法是红外探测法。红外探测法，即利用红外a在不同颜色的物体表面具有不同的反射性质的特点，在小车行驶过程中不断地向地面发射红外光，当红外光遇到白色地板时，发生漫反射反射光被装在小车上的按收管按收；如果遇到黑线则红外光被吸收，小车上的接收管接收不到红外光，单片机就是否收到反射回来的红外光为依据来确定黑线的位置和小车的行走路线。红外探测器探测距离有限一殷最大不应超过3cm。 而避障则就是通过超声波模块不断向前方升空超声波信号，通过发送散射回去的超声波信号，从而同时实现的避障。当前方存有障碍物时，超声波可以向单片机串口传送一串数字，这些数字就是当前小车距离障碍物得距离。当串口发送至信号时，可以引起串口中断，单片机通过加载距离值，并且对此数值展开分析是不是距离小车很将近，就是的话就展开转为；否则稳步循迹。当小车碰到第一个障碍后，就计数一次，这样当碰到第二个障碍物时，小车就可以以相同的形式避开障碍物了。 2、选用方案 （1）：使用成品的小车地盘，通过装配去顺利完成任务；（2）：使用stc89c52单片机做为主控制器； （3）：采用7v电源经7805稳压芯片降压后为其他芯片及器件供电。（4）：采用tcrt5000型红外传感器进行循迹；（5）：l298n作为直流电机的驱动芯片； （6）：通过对l298nCX600X端的输出pwm去掌控电机输出功率和转为； 3、系统机构框图如下所示： 超声波模块稳压电源模块主控制芯片stc89c52l298n直流电机电压比较器 红外传感器二、硬件实现及单元电路设计与分析 1、微掌控模块设计与分析
避障小车制作
智能避障小车实验报告与总结 学院：机电工程学院 专业年级：09级电气工程及其自动化 队员姓名：
智能避障小车实验报告与总结 摘要：本设计制作的是单片机控制的自动避障小汽车，以单片机为小汽车的“大脑”，红外线探头为小汽车的“眼睛”，电机为小汽车的“双足”。“大脑”控制“眼睛”去看前方是否有障碍物，当“眼睛”看到障碍后，由大脑来控制“双足”的行动方向。从而实现小汽车的自动避障。 关键词： 单片机红外线传感器避障小车 一、设计任务与要求 小车从无障碍地区启动前进，感应前进路线上的障碍物后，根据障碍物的位置选择下一步行进方向。 二、方案设计与论证 本设计制作的是单片机控制的自动避障小汽车，以单片机为小汽车的“大脑”，红外线探头为小汽车的“眼睛”，电机为小汽车的“双足”。“大脑”控制“眼睛”去看前方是否有障碍物，当“眼睛”看到障碍后，由大脑来控制“双足”的行动方向。从而实现小汽车的自动避障。电路原理简单，结构明了。如图为整个系统的框图。 根据设计要求，我们的自动避障小车主要由六个模块构成：车体框架、主控模块、探测模块、电机驱动模块组成。各模块分述如下： 1、小车车体 在设计车体框架时，我们有两套起始方案，自己制作和直接购买车身。 方案二：自己设计制作车架自己制作小车底盘，用两个直流减速电机作为主动轮，利用两电机的转速差完成直行、左转、右转、左后转、右后转、倒车等动作。减速电机扭矩大，转速较慢，易于控制和调速，符合避障小车的要求。而且自己制作小车框架，可以根据电路板及传感器安装需求设计空间，使得车体美观紧凑。但这种方法费时费力且成本较高。 方案二：购买半成品小车底盘改装，此种方案方便简洁而且价格低廉，小车各个机械部分安装完整，只需稍加改装就可以使用。而且我们主要是目的是小车控制系统的设计，因此我们采取该方案。 2、主控板 小车的主控系统，即小车的大脑，我们采用了STC89C52单片机制作的最小系统。 3、避障模块 避障方案选择，方案一：采用超声波避障。超声波受环境影响较大，电路复杂，而且地面对超声波的反射，会影响系统对障碍物的判断。
红外避障小车实验
红外避障小车实验报告 一、实验简介 在本实验中，我们在“创意之星”模块化学习套件所提供的机械构件基础上，组装出四轮驱动式小车结构。利用机器人的控制器和系统程序，通过多传感器融合技术结合逻辑判断算法对智能小车的运行状态进行实时调控，最终实现自主探路、判断及选择正确的行进路线功能，完成自主躲避障碍物的任务。 二、实验目的 （1）掌握基本构型和传感器的安装方法，并能搭建出能完成一定功能的机器人，利用创意之星组件，进行避障小车的组 装，调试，利用红外传感器进行路障感应，完成避障功能。（2）会用控制器联机调试舵机工作状态，会查询各种传感器的数据。 （3）通过 NorthStar 的流程图功能，实现简单的逻辑控制（4）能通过编程实现智能小车自主躲避障碍物的功能 （5）对避障小车的避障原理有充分的理解，掌握其避障的方法，能够对实验过程中出现的问题进行解决，发现问题， 解决问题。
三、实验器材 计算机（ 1 台）；标准版控制器（ 1 个）；红外接近传感器（ 2 个）；红外测距传感器（ 1 个）；直流电源（ 1 个）；充电器（ 1 个）；数字舵机（ 4 个）；多功能调试器（ 1 个）；轮子（ 4 个）；螺丝刀（ 1 个）； KD （ 4 个）； L3-1 （ 4 个）； U3H （ 5 个）；I7 （ 1 个）；螺丝和垫片（若干） 四、实验原理 利用红外传感器，其优点是对近距离的障碍物反应速度灵敏，不同方位的传感器之间信号不会相互干扰，最终选择红外传感器作为小车的眼睛，进行避障。 由于本次实验小车轮子没有实现转弯功能，所以通过设定左右两组轮子的不同前进速度来实现转弯功能。当向右转时，左侧轮子的速度要比右侧轮子的前进速度快，反之实现左转功能，此设计需小心谨慎，防止出现轮子不同步，无法实现转弯功能。 五、实验内容 （ 1 ）搭建智能小车，掌握基本构型的组装方法，主要包括舵机和轮子的连接、传感器的安装以及舵机和传感器的接线 （ 2 ）通过编程控制智能小车的前进、后退、变速以及转向（ 3 ）将控制策略的流程图用真正的程序语言实现，并下载到
智能循迹避障小车实践报告
电气工程与自动化学院 课程设计报告 （嵌入式技术实践一） 题目：**** 专业班级：**** 学号：20 学生姓名：**** 指导老师：**** 2012年 7 月 31 日
摘要 本课题是基于P89C51单片机的智能小车的设计与实现，小车完成的主要功能是能够自主识别黑色引导线并根据黑线走向实现快速稳定的寻线行驶,能够检测周围的障碍物寻找最佳路以免小车在行驶的过程中遭到损坏。小车系统以P89C51单片机为系统控制处理器；采用红外传感获取赛道的信息，利用超声波测距模块判断障碍物，来对小车的方向和速度进行控制。此外，对整个控制软件进行设计和程序的编制以及程序的调试，并最终完成软件和硬件的融合，实现小车的预期功能。 关键词：智能循迹避障小车、嵌入式系统。
目录 第一章绪论 (4) 1.1课题背景 (4) 1.2智能汽车的发展现状 (5) 1.2.1 国内发展情况 (5) 1.2.2 国外的发展情况 (5) 1.2.3 智能车竞赛现状 (6) 1.3实践的目的和意义 (7) 第二章系统方案设计 (8) 2.1系统设计目标 (8) 2.2系统设计思想 (8) 2.3系统的总体结构 (8) 2.4系统硬件设计 (9) 2.4.1 小车设计 (9) 2.4.2 电源模块设计 (9) 2.4.3 驱动模块设计 (10) 2.4.4 红外传感模块设计 (10) 2.4.5 测距模块设计 (10) 2.5系统软件设计 (11) 2.5.1 编程环境的介绍 (11) 2.5.2 电机控制程序设计 (12) 2.5.3 循迹程序设计 (12) 2.5.4 避障程序设计 (12) 第三章系统的调试与分析 (15) 3.1系统硬件调试 (15) 3.2系统软件调试 (15) 附录 (16)
智能小车实习报告
智能循迹避障小车设计报告 学院名称：机械工程学院 专业班级：光信息1202 学生姓名：石云杰、李志岗、李召旭 学生学号：**********、54、46
摘要 根据小车各部分功能,模块化硬件电路,并调试电路。将调试成功的各个模块逐个地“融合”成整体,再进行软件编程调试,直到完成小车,使小车智能地循迹、避障。利用红外线传感器检测黑线与障碍物，当左边传感器检测到黑线时，小车往左边偏转，右边的传感器检测到黑线时，小车往右边偏转。当前边用于避障的传感器检测到障碍物时，小车往左偏转避开障碍物后，回到原轨道。以STC12C5A60S2单片机为控制芯片控制电动小车的速度及转向，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，速度由单片机控制。 关键词：AT89S52单片机； L298N；红外对管；智能小车
一、背景 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。全国电子大赛和省内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。 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一种实用有效的方法。 机器人要实现自动导引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（AVG—auto-guide vehicle）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、执行部分、CPU。机器人要实现自动避障功能，还可以扩展循迹等功能，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反射式传感器来充当。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和速度。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STC12C5A60S2单片机，配合软件编程实现。 二、小车硬件模块 2.1 STC12C5A60S2单片机 STC12C5A60S2/AD/PWM系列单片机是宏晶科技生产的单时钟/机器周期(1T)的单片机，是高速/低功耗/超强抗干扰的新一代8051单片机，指令代码完全兼容传统8051,但速度快8-12倍。内部集成MAX810专用复位电路,2路PWM,8路高速10位A/D转换(250K/S),针对电机控制，强干扰场合。 STC12C5A60S2单片机的特点如下： 1.增强型8051 CPU，1T，单时钟/机器周期，指令代码完全兼容传统8051； 2.工作电压：STC12C5A60S2系列工作电压：5.5V- 3.3V（5V单片机）STC12LE5A60S2系列工作电压：3.6V-2.2V（3V单片机）；