自動尋跡、避障智能小車畢業(yè)設計-展示頁
2025-07-08 05:28本頁面
【正文】 用于完成來自外部傳感器所獲取的道路信息的預處理、分析、識別等工作的計算機處理系統。一個擁有感知環(huán)境、規(guī)劃決策，自動駕駛等功能的綜合系統，構成了今天的智能車。從1966年開始，斯坦福研究院Nils Nilssen和charles Rosen等人經過6年的研究，終于開發(fā)出一種自主式的移動機器人，且完成了機器人系統的自主推理、規(guī)劃和控制。而且，在世界經濟多元化的環(huán)境下，很多國家都在積極開展研究和開發(fā)智能車。人們在不斷探討、改造、認識自然的過程中，制造能替代人勞動的機器一直是人類的夢想。自動尋跡、避障智能小車畢業(yè)設計目 錄1 緒論 2 課題研究的背景 2 課題研究的主要內容 32 系統方案確定及主要元件的選擇 3 系統方案確定 3 主要元件的選擇 43 系統硬件部分設計 6 主控器AT89C51 6 復位電路 8 時鐘電路 9 尋跡模塊 9 避障模塊 10 聲控模塊 10 H橋電機驅動 10 電源模塊 12 134 系統軟件部分設計 13 系統使用的軟件簡介 13 軟件調試平臺 14 系統程序流程設計 16 系統仿真實現 16結論 19參考文獻 19淮南師范學院2013屆本科畢業(yè)論文1 緒論 課題研究的背景從工業(yè)革命開始，人們就開始了機器人的研究發(fā)展，近一個世紀機器人在機械領域，電力電子，冶金，交通，航空航天，國防事業(yè)等多方面得到了迅猛的發(fā)展。智能化機器人的不斷發(fā)展，使得人們的生活方式也得到了不斷的改善。目前，在不斷改進生產技術，不斷提高自動化技術的環(huán)境下，智能車的發(fā)展得到了空前的發(fā)展，且已在眾多行業(yè)中得到廣泛應用，智能車及相關產品的開發(fā)已日漸成熟。在二十世紀高新技術不斷發(fā)展的時代，移動機器人是成為機器人技術的一個重要分支[1]。自此時以來，從無到有的移動機器人產生了，伴隨著智能車數量的不斷增加，移動機器人越來越受到人們的關注，且人類的生活水平也得到了一個提升。它集中地運用了計算機、傳感、信息、通信、導航及白動控制等技術[2]，是典型的高新技術綜合體。2）傳感器，用來獲得道路實時狀況信息的智能車眼睛。這種技術促使機器人技術也有了突飛猛進的發(fā)展，目前的機器人技術發(fā)展異常迅速，已經出現了各種各式的用于各種用途的機器人了，機器人的設計與制造已經不是很高難度的事情了，已經具有普及性了。在實踐的過程中，熟悉以單片機為核心控制芯片，設計小車的檢測、驅動和顯示等外圍電路，采用算法實現小車的智能控制。在此過程中，加深對理論知識的理解和認識。尤其是在玩具機器人研究方面具有很好的發(fā)展前景[4]。 課題研究的主要內容其實智能車，就是一個機器人，其可以分為三大結構：傳感器檢測、機械執(zhí)行、中央處理器。要完成上述的功能設計，傳感檢測部分可以采用能夠感知清晰的圖像的攝像頭，或者選用人們常用的紅外傳感器來感測路況。對于主控芯片CPU，我們選擇簡單易用的51單片機或高級復雜額ARM等芯片，通過配合軟件編程，可以很好的實現自動尋跡、避障的功能。通過尋跡及避障傳感器來采集周圍環(huán)境信息來反饋給CPU，通過主控的處理，來控制電機的運轉，從而實現尋跡與避障，達到智能行駛。為了能夠更好地完成本次設計任務，我們采用三輪車，其前輪驅動，前輪左右兩邊各用一個電機驅動，調制前面兩個輪子的轉速起停從而達到控制轉向的目的，后輪是萬象輪，起支撐的作用，并通過軟件程序控制，與硬件架構相結合，從而實線自動尋跡、避障的功能。方案一：可以采用ARM為系統的控制器，優(yōu)點是該系統功能強大，片上外設集成度搞密度高，提高了穩(wěn)定性，系統的處理速度也很高，適合作為大規(guī)模實時系統的控制核心。若采用該方案，必將在控制上遇到許許多多不必要增加的難題。用其控制智能小車，既可以實現預期的性能指標，又能很好的操作改善小車的運行環(huán)境，且簡單易上手。51單片機算術運算功能強，軟件編程靈活、自由度大，功耗低、體積小、技術成熟，且價格低廉。 供電單元方案一：采用單電源供電，通過單電源同時對單片機和直流電機進行供電，此方案的優(yōu)點是，減少機身的重量，操作簡單，其缺點是，這樣會使單片機的波動變大，影響單片機的性能，穩(wěn)定性比較弱。 驅動電機選擇方案一：采用直流電機，優(yōu)點在于硬件電路設計簡單。對于小車的行駛，能夠很好的控制。 電機性能對比對比項直流電機步進電機調速性能較好較差位置控制精度較差好控制難易程度簡單較難價格低中綜合考慮，本智能車設計決定采用直流電機作為智能車的動力電機。方案二：采用電阻網絡或數字電位器調節(jié)電動機的分壓，從而達到分壓的目的。更主要的問題在于一般的電動機電阻很小，但電流很大，分壓不僅回降低效率，而且實現很困難。線性型驅動的電路結構和原理簡單，加速能力強，采用由達林頓管組成的H型橋式電路()。該電路由于在飽和截止模式下工作，效率很高，H橋電路保證速度和方向的簡單控制。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。尋跡采用紅外對管ST188，其采用高發(fā)射功率紅外光電二極管和高靈敏度光電晶體組成，采用非接觸式檢測方式，且檢測距離可調范圍較大。3 系統硬件部分設計 主控器AT89C51AT89C51單片機擁有4K bite ROM(Read Only Memory），且具有低電壓、高性能8位微處理器的工作特性[7]。該裝置選用了Atmel的高密度非易失性存儲器制造技術制造，兼容現代MCS51工業(yè)標準的指令集和輸出管腳。89C205
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