【正文】 論證 ...................................................................................................... 6 無(wú)線遙控方案論證 .............................................................................................. 7 控制方案論證 ...................................................................................................... 7 本章小結(jié) .............................................................................................................. 8 第 3 章 硬件設(shè)計(jì) ........................................................................................................... 9 硬件原理圖 .......................................................................................................... 9 控制電路設(shè)計(jì) ...................................................................................................... 9 STC89C52 單片機(jī)硬件結(jié)構(gòu) ......................................................................... 9 最小系統(tǒng)的設(shè)計(jì) ......................................................................................... 10 下載端口設(shè)計(jì) ............................................................................................. 12 電源模 塊設(shè)計(jì) .................................................................................................... 14 電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊設(shè)計(jì) ............................................................................................ 14 尋跡模塊設(shè)計(jì) .................................................................................................... 17 避障模塊設(shè)計(jì) .................................................................................................... 18 遙控模塊設(shè)計(jì) .................................................................................................... 20 本章小結(jié) ............................................................................................................ 20 第 4 章 軟件設(shè)計(jì) ......................................................................................................... 21 軟件設(shè)計(jì)環(huán)境簡(jiǎn)介 ............................................................................................ 21 Keil 開發(fā)環(huán)境介紹 ...................................................................................... 21 STC_ISP 程序下載說(shuō)明 .............................................................................. 23 尋跡程序設(shè)計(jì) .................................................................................................... 24 避障程序設(shè)計(jì) .................................................................................................... 25 哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 遙控程序設(shè)計(jì) .................................................................................................... 26 主程序設(shè)計(jì) ........................................................................................................ 28 本章小結(jié) ............................................................................................................ 28 結(jié)論 ............................................................................................................................... 29 致謝 ............................................................................................................................... 30 參考文獻(xiàn) ....................................................................................................................... 31 附錄 A ........................................................................................................................... 32 附錄 B ........................................................................................................................... 42 附錄 C ........................................................................................................................... 46 哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 1 第 1章 緒論 課題背景 2021年 10月 1日 18時(shí) 59分 57秒 345毫秒，嫦娥 2號(hào)點(diǎn)火， 19時(shí)整成功發(fā)射。在飛行后的 29分 53秒時(shí)，星箭分離，衛(wèi)星進(jìn)入軌道。 19時(shí) 56分太陽(yáng)能帆板成功展開 ??這次探月衛(wèi)星的成功發(fā)射，標(biāo)志著中國(guó)自動(dòng)化領(lǐng)域進(jìn)入了一個(gè)新的階段。 隨著 自動(dòng)化的發(fā)展， 自動(dòng)化開始向復(fù)雜的系統(tǒng)控制和高級(jí)的智能控制發(fā)展，并廣泛地應(yīng)用到國(guó)防、科學(xué)研究和經(jīng)濟(jì)等各個(gè)領(lǐng)域，實(shí)現(xiàn)更大規(guī)模的自動(dòng)化，例如大型企業(yè)的綜合自動(dòng)化系統(tǒng)、全國(guó)鐵路自動(dòng)調(diào)度系統(tǒng)、國(guó) 家電力網(wǎng)自動(dòng)調(diào)度系統(tǒng)、 空中交通管制系統(tǒng) 、城市交通控制系統(tǒng)、自動(dòng)化指揮系統(tǒng)、國(guó)民經(jīng)濟(jì)管理系統(tǒng)等。自動(dòng)化的應(yīng)用正從工程領(lǐng)域向非工程領(lǐng)域擴(kuò)展，如醫(yī)療自動(dòng)化、人口控制、經(jīng)濟(jì)管理自動(dòng)化等。自動(dòng)化將在更大程度上模仿人的智能，機(jī)器人已在工業(yè)生產(chǎn)、海洋開發(fā)和宇宙探測(cè)等領(lǐng)域得到應(yīng)用，專家系統(tǒng)在醫(yī)療診斷、地質(zhì)勘探等方面取得顯著效果。工廠自動(dòng)化、辦公自動(dòng)化、家庭自動(dòng)化和農(nóng)業(yè)自動(dòng)化將成為新技術(shù)革命的重要內(nèi)容，并得到迅速發(fā)展。 智能小車，也稱輪式機(jī)器人，是一種以汽車電子為背景，涵蓋智能控制、模式識(shí)別、傳感技術(shù)、電子電氣、計(jì)算機(jī)、機(jī)械 等多學(xué)科的科技創(chuàng)意性設(shè)計(jì)，更是自動(dòng)化的一種綜合體現(xiàn)。一般主要由路徑識(shí)別、速度采集、角度控制及車速控制等模塊組成。近些年來(lái) 全國(guó)電子大賽和省內(nèi)電子大賽幾乎每次都有智能小車這方面的題目，全國(guó)各高校也都很重視該題目的研究 ， 可見其研究意義很大 ，也正因此掀起了智能車研究的一股熱潮 [1]。 研究目的與意義 小車，也就是輪式機(jī)器人，最適合在那些人類無(wú)法工作的環(huán)境中工作，該技術(shù)可以應(yīng)用于無(wú)人駕駛機(jī)動(dòng)車，無(wú)人生產(chǎn)線，倉(cāng)庫(kù)，服務(wù)機(jī)器人等領(lǐng)域。在危險(xiǎn)環(huán)境下，機(jī)器人非常適合使用。在這些險(xiǎn)惡的環(huán)境下工作，人類必需采取嚴(yán)密的保護(hù)措施。而 機(jī)器人可以進(jìn)入或穿過(guò)這些危險(xiǎn)區(qū)域進(jìn)行維護(hù)和探測(cè)工作，且不需要得到像對(duì)人一樣的保護(hù)。 例如 美國(guó)的“勇氣”號(hào)和“機(jī)遇”號(hào) ，在火星探測(cè)過(guò)程中分別在其著陸區(qū)域附近找到火星上過(guò)去曾有過(guò)水的證據(jù)，為人類對(duì)火星的探測(cè)做出了巨大的貢獻(xiàn) [1]。 機(jī)器人的應(yīng)用 正逐步滲入到工業(yè)和社會(huì)的各個(gè)層面 ，如 采用帶有專用新型傳感器的移動(dòng)式機(jī)器人，連續(xù)監(jiān)視采礦狀態(tài)，以便及早發(fā)現(xiàn)事故突發(fā)的先兆，采取 相應(yīng)的預(yù)防措施； 智能輪椅 運(yùn)用 口令識(shí)別與語(yǔ)音合成、機(jī)器人自 定位、動(dòng)態(tài)隨機(jī)避障、多傳感器信息融合、實(shí)時(shí)自適應(yīng)導(dǎo)航控制等功能， 運(yùn)用 了 現(xiàn)代高新技術(shù)來(lái)改善殘障人 們 的生活質(zhì)量和生活自由度 。 在智能車輛領(lǐng)域，智能小車 哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 2 自動(dòng)行駛功能的研究將有助于智能車輛的研究。智能車輛駕駛?cè)蝿?wù)的自動(dòng)完成將給人類社會(huì)的進(jìn)步帶來(lái)巨大的影響，例如能切實(shí)提高道路網(wǎng)絡(luò)的利用率、降低車輛的燃油消耗量，尤其是在改進(jìn)道路交通安全等方面提供了新的解決途徑。 “工欲善其事，必先利其器”。人類在認(rèn)識(shí)自然、改造自然、推動(dòng)社會(huì)進(jìn)步的過(guò)程中，不斷地創(chuàng)造出各種各樣為人類服務(wù)的工具，其中許多具有劃時(shí)代的意義。作為 20世紀(jì)自動(dòng)化領(lǐng)域的重大成就，機(jī)器人已經(jīng)和人類社會(huì)的生產(chǎn)、生活密不可分。因此為了使智能小車工作在最佳狀態(tài)，進(jìn)一 步研究及完善其速度和方向的控制是非常有必要的。 本文所研究的內(nèi)容涉及尋跡、避障、人工操控等多種功能，初步實(shí)現(xiàn)智能化，可做為各類科研的基礎(chǔ)模型，具有較大的研究空間，適合于多種領(lǐng)域的智能化研究與開發(fā)。 國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn)綜述 智能車輛的研究始于 20世紀(jì) 50年代初，美國(guó) Barrett Electronics公司開發(fā)出的世界上第一臺(tái)自動(dòng)引導(dǎo)車輛系統(tǒng) (Automated Guided Vehicle System， AGVS)。1974年，瑞典的 VolvoKalmar轎車裝配工廠與 SchiinderDigitron公司合作 ，研制出一種可裝載轎車車體的 AGVS，并由多臺(tái)該種 AGVS組成了汽車裝配線，從而取消了傳統(tǒng)應(yīng)用的拖車及叉車等運(yùn)輸工具。由于 Kalmar工廠采用 AGVS獲得了明顯的經(jīng)濟(jì)效益，許多西歐國(guó)家紛紛效仿 Volvo公司，并逐步使 AGVS在裝配作業(yè)中成為一種流行的運(yùn)輸手段。在世界科學(xué)界和工業(yè)設(shè)計(jì)界中，眾多的研究機(jī)構(gòu)正在研發(fā)智能車輛，使智能車技術(shù)迅速展起來(lái)。 德意志聯(lián)邦大學(xué)已經(jīng)研發(fā)出多輛智能原型車輛。在 1985年，第一輛 VaMoRs智能原型車輛就已經(jīng)在戶外高速公路上以 l00km／ h的速度進(jìn)行了測(cè)試。使用機(jī)器視覺來(lái)保證橫向和 縱向的車輛控制。 1988年，在都靈的 PROMETHEUS項(xiàng)目第一次委員會(huì)會(huì)議上，智能車輛維塔 (VrrA)進(jìn)行了展示，該車可以自動(dòng)停車、行進(jìn)，并可以向后車傳送相關(guān)駕駛信息。這兩種車輛都配備 UBM視覺系統(tǒng)。這是一個(gè)雙目視覺系統(tǒng)，具有極高的穩(wěn)定性，同時(shí)還包括一些其他種類的傳感器：三個(gè)加速度計(jì)、一個(gè)車輪位置編碼器 (可作為里程表或速度計(jì) )，在 VaMoRs車中， ZIPS接收機(jī)可以實(shí)現(xiàn)車輛位置的初步估算。 美國(guó)俄亥俄州立大學(xué)智能交通研究所所研發(fā)的三輛智能原型車輛，配備不同的傳感器來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)融合和錯(cuò)誤檢測(cè)技術(shù)：基于視覺的系 統(tǒng)；雷達(dá)系統(tǒng)