【正文】 東北大學秦皇島分校畢業(yè) 設計（論文） 第 I 頁 畢業(yè) 設計 （論文） 基于紅外傳 感器的自動尋跡智能 小車設計 系 別 專 業(yè) 班級 學號 姓 名 指導教師 東北大學秦皇島分校畢業(yè) 設計（論文） 第 II 頁 基于紅外傳感器的 自動尋跡智能 小車設計 摘 要 介紹了一種自動尋跡智能車的設計 ,研究了采用紅外反射式光電傳感器作為 路徑采集模塊實現(xiàn)自動尋跡的軟硬件設計方法。系統(tǒng)采用 Freescale 16 位單片機 MC9S12DG128 為核心控制器 ,利用 12個紅外光電傳感器構成的光電傳感器陣列采集路面信息 ,單片機獲得傳感器采集的路面信息和車速信息 ,經(jīng)過分析后控制智能車的舵機轉向 ,同時對直流電機進行調速 ,從而實現(xiàn)智能車沿給定的黑線快速平穩(wěn)地行駛。介紹了光電傳感器的尋跡原理 ,討論了光電傳感器排列方法、布局 等對尋跡結果的影響 及速度和轉向控制 的PID算法的研究 和參數(shù)整定 。 關鍵字 ： 光電傳感 器，尋跡， 路徑識別 ， PWM， PID 東北大學秦皇島分校畢業(yè) 設計（論文） 第 III 頁 Design of autonomous tracing smart car based on infrared sensors Author:Xue Changliang Tutor:Gu Deying Abstract A design of autonomous tracing system in intelligent vehicle is introduced. The software and hardware design method which realizes the autonomous tracing using the infrared Reflective photoelectric sensors as the path recognition module is researched. The system employs Freescale HCS series 16 bit singlechip microputer MC9SDG128 as its main controller and an array of photoelectric sensors for recognizing the path information. Singlechip Microputer energizes the PWM signal to steer and control the speed of the DC electric motor according to the analysis of the path and speed information from sensors. Consequently, this intelligent vehicle can track the blackguideline automatically and move forward following the line quickly and smoothly. The autonomous tracing principle of photoelectric sensor is presented. The effects of sensor s’ array method, overall arrangement on the autonomous trace are discussed. And the use of PID algorithm in speed and steering control. Key words : photoelectric sensor ,autonomous tracing, path recognition, PWM,PID 東北大學秦皇島分校畢業(yè) 設計（論文） 第 IV 頁 目 錄 第 1 章 緒論 ............................................................. 1 課題的研究背景 ........................................................................................................ 1 國內外智能車的研究現(xiàn)狀 ........................................................................................ 1 本文內容及結構安排 ................................................................................................ 3 第 2 章 紅外傳感器的尋跡原理及布局對尋跡的影響 ........................... 4 紅外傳感器尋跡原理 ................................................................................................ 4 傳感器布局對路徑識別的影響 ................................................................................ 6 布局相關參數(shù) .................................................................................................. 6 一字型與八字型布局研究 .............................................................................. 6 第 3 章 智能車機械結構的調整 ............................................. 9 賽車參數(shù) .................................................................................................................... 9 舵機安裝方式調整 .................................................................................................. 10 前輪定位 .................................................................................................................. 10 主銷后傾角 .................................................................................................... 10 主銷內傾角 .................................................................................................... 11 前輪外傾角 .................................................................................................... 12 前輪前束 ........................................................................................................ 13 重心位置 .................................................................................................................. 13 齒輪傳動間距調整 .................................................................................................. 14 后輪差速機構調整 .................................................................................................. 14 第 4 章 系統(tǒng)硬件設計 .................................................... 15 S12 控制核心 ........................................................................................................... 16 電源管理模塊 .......................................................................................................... 17 單片機穩(wěn)壓電源電路設計 ............................................................................ 17 舵機電源模塊設計 ........................................................................................ 19 電機驅動模塊 .......................................................................................................... 20 速度檢測模塊 .......................................................................................................... 23 路徑識別模塊 .......................................................................................................... 25 第 5 章 系統(tǒng)軟件設計 .................................................... 27 系統(tǒng)的模塊化結構 .................................................................................................. 28 時鐘初始化 .................................................................................................... 28 串口初始化 .................................................................................................... 28 AD 初始化 ..................................................................................................... 29 PWM 初始化 .................................................................................................. 30 路徑信息處理 .......................................................................................................... 32 數(shù)字濾波算法 .......................................