智能循跡避障小車論文設(shè)計-文庫吧資料
2025-06-25 02:55本頁面
【正文】 PWM信號來控制小車的速度，起停。當(dāng)車身下左邊的傳感器檢測到黑線時，主控芯片控制左輪電機停止，車向左修正，當(dāng)車身下右邊傳感器檢測到黑線時，主控芯片控制右輪電機停止，車向右修正。第三章 硬件設(shè)計智能小車采用前輪驅(qū)動，前輪左右兩邊各用一個電機驅(qū)動，調(diào)制前面兩個輪子的轉(zhuǎn)速起停從而達(dá)到控制轉(zhuǎn)向的目的，后輪是萬象輪，起支撐的作用。方案三：。方案一：采用實驗室有線電源通過穩(wěn)壓芯片供電，其優(yōu)點是可穩(wěn)定的提供5V電壓，但占用資源過大。電池的安裝：將電池放置在車體的電機前后位置，降低車體重心，提高穩(wěn)定性，同時可增加驅(qū)動輪的抓地力，減小輪子空轉(zhuǎn)所引起的誤差。驅(qū)動部分：由于玩具汽車的直流電機功率較小，而小車上裝有電池、電機、電子器件等，使得電機負(fù)擔(dān)較重。(參考文獻(xiàn)[3])通過比較我采用方案三。方案三：采用一只紅外對管置于小車右側(cè)。方案二：采用二只紅外對管分別置于小車的前端兩側(cè)，方向與小車前進(jìn)方向平行，對小車與障礙物相對距離和方位能作出較為準(zhǔn)確的判別和及時反應(yīng)。 紅外對管 避障模塊方案一：采用一只紅外對管置于小車中央。現(xiàn)場實測表明，小車在尋跡過程中有一定的左右搖擺不定，雖然可以正確的循跡但其成本與穩(wěn)定性都次與第二種方案。方案二：采用兩只紅外對管()，分別置于小車車身前軌道的兩側(cè)，根據(jù)兩只光電開關(guān)接受到白線與黑線的情況來控制小車轉(zhuǎn)向來調(diào)整車向，測試表明，只要合理安裝好兩只光電開關(guān)的位置就可以很好的實現(xiàn)循跡的功能。在使用過程極易出現(xiàn)問題，而且容易因為 該部件造成整個系統(tǒng)的不穩(wěn)定。因此決定采用使用功率三極管作為功率放大器的輸出控制直流電機?，F(xiàn)市面上有很多此種芯片，我選用了L298N()。用單片機控制達(dá)林頓管使之工作在占空比可調(diào)的開關(guān)狀態(tài)下，精確調(diào)整電動機轉(zhuǎn)速。方案三：采用功率三極管作為功率放大器的輸出控制直流電機。但電阻網(wǎng)絡(luò)只能實現(xiàn)有級調(diào)速，而數(shù)字電阻的元器件價格比較昂貴。 電機驅(qū)動模塊方案一：采用繼電器對電動機的開或關(guān)進(jìn)行控制,缺點是繼電器的響應(yīng)時間慢,易損壞,壽命較短,可靠性不高。根據(jù)這些分析,我選定了P89C51RA單片機作為本設(shè)計的主控裝置，51單片機具有功能強大的位操作指令，I/O口均可按位尋址，程序空間多達(dá)8K，對于本設(shè)計也綽綽有余，更可貴的是51單片機價格非常低廉。因此，這種方案是一種較為理想的方案。充分分析我們的系統(tǒng)，其關(guān)鍵在于實現(xiàn)小車的自動控制，而在這一點上，單片機就顯現(xiàn)出來它的優(yōu)勢——控制簡單、方便、快捷。為此，我們不采用該種方案，進(jìn)而提出了第二種設(shè)想。同時，CPLD的處理速度非?？?，而小車的行進(jìn)速度不可能太高，那么對系統(tǒng)處理信息的要求也就不會太高，在這一點上，MCU就已經(jīng)可以勝任了。CPLD具有速度快、編程容易、資源豐富、開發(fā)周期短等優(yōu)點，可利用VHDL語言進(jìn)行編寫開發(fā)。 主控系統(tǒng)根據(jù)設(shè)計要求，我認(rèn)為此設(shè)計屬于多輸入量的復(fù)雜程序控制問題。第二章 方案設(shè)計與論證根據(jù)要求，確定如下方案：在現(xiàn)有玩具電動車的基礎(chǔ)上，加裝光電檢測器，實現(xiàn)對電動車的速度、位置、運行狀況的實時測量，并將測量數(shù)據(jù)傳送至單片機進(jìn)行處理，然后由單片機根據(jù)所檢測的各種數(shù)據(jù)實現(xiàn)對電動車的智能控制。比較出名的飛思卡爾智能小車更是走在前列?，F(xiàn)智能小車發(fā)展很快，從智能玩具到其它各行業(yè)都有實質(zhì)成果?？紤]到實際情況，本文選擇第二種方案。智能小車的執(zhí)行部分，是由直流電機來充當(dāng)?shù)?，主要控制小車的行進(jìn)方向和速度?？梢詫崿F(xiàn)小車自動識別路線，選擇正確的行進(jìn)路線，并檢測到障礙物自動躲避。它可以分為三大組成部分：傳感器檢測部分、執(zhí)行部分、CPU。使用傳感器感知路線和障礙并作出判斷和相應(yīng)的執(zhí)行動作。機器人要實現(xiàn)自動導(dǎo)引功能和避障功能就必須要感知導(dǎo)引線和障礙物，感知導(dǎo)引線相當(dāng)給機器人一個視覺功能。視覺傳感器的核心器件是攝像管或CCD，目前的CCD已能做到自動聚焦。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，機器人的感覺傳感器種類越來越多，其中視覺傳感器成為自動行走和駕駛的重要部件。近年來機器人的智能水平不斷提高，并且迅速地改變著人們的生活方式。近年來，單片機結(jié)合專用集成電路（Application Specific Integrated Circuit, ASIC）和精簡指令集計算機（Reduced Instruction Set Computer, RISC）技術(shù)，發(fā)展為嵌入式處理器（Embedded Processor），適用于數(shù)據(jù)與數(shù)值分析、信號處理、智能機器人及圖像處理等高技術(shù)領(lǐng)域。A/D和D/A功能、ISP功能、DMA功能、顯示器驅(qū)動等方面另外為了能有效地保護(hù)嵌入式系統(tǒng)的知識產(chǎn)權(quán)，對單片機內(nèi)部軟件的加密是必要
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