【正文】 小車可以作為玩具的發(fā)展對象，為中國玩具市場技術(shù)含量的缺乏進(jìn)行一定的彌補(bǔ)，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)收益，形成商業(yè)價(jià)值。而在多種探測手段中, 超聲波傳感器系統(tǒng)由于具有成本低, 安裝方便, 不易受電磁、光線、被測對象顏色、煙霧等影響，時(shí)間信息直觀等特點(diǎn), 對于被測物處于黑暗、有灰塵、煙霧、電磁干擾、有毒等惡劣的環(huán)境下有一定的適應(yīng)能力, 因此在移動機(jī)器人領(lǐng)域有著廣泛用。 174 超聲波避障系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì) 19 直流電機(jī)控制軟件設(shè)計(jì) 19 超聲波測距模塊軟件設(shè)計(jì) 19 超聲波避障技術(shù)軟件設(shè)計(jì) 21 軟件與硬件的整合軟件與硬件的整合 225 超聲波避障系統(tǒng)調(diào)試 23 調(diào)試過程 23 問題分析 26 誤差分析 26致 謝 29參 考 文 獻(xiàn) 301 引言 研究背景與意義 隨著機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展,自主移動機(jī)器人以其活性和智能性等特點(diǎn),在人們的生產(chǎn)、生活中的應(yīng)用來越廣泛。關(guān)鍵字：智能小車 避障 設(shè)計(jì)方案畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文）外文摘要Title Ultrasonic car obstacle avoidance technology designAbstractSmart cars can be programmed to perform a specific task means the miniaturization of robot, it has to make cost is low, circuit simple structure, convenient program test. Because of it has strong interest, intelligent robot car favored by the majority of the university students39。本論文介紹的是具有自動避障功能的智能小車的設(shè)計(jì)與制作（以下簡稱智能小車），論文對智能小車的方案選擇，設(shè)計(jì)思路，以及軟硬件的功能和工作原理進(jìn)行了詳細(xì)的分析和論述。 南 京 理 工 大 學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書(論文)作 者:薛玉潔準(zhǔn)考證號： 014911251036 教學(xué)點(diǎn):南京工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院專 業(yè):電子工程題 目:超聲波在小車避障技術(shù)的應(yīng)用設(shè)計(jì)副教授倪瑛指導(dǎo)者： (姓 名) (專業(yè)技術(shù)職務(wù)) 戴娟副教授評閱者： (姓 名) (專業(yè)技術(shù)職務(wù)) 2013 年 5 月畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文）中文摘要 智能小車是一種能夠通過編程手段完成特定任務(wù)的小型化機(jī)器人，它具有制作成本低廉，電路結(jié)構(gòu)簡單，程序調(diào)試方便等優(yōu)點(diǎn)。由于具有很強(qiáng)的趣味性，智能小車深受廣大機(jī)器人愛好者以及高校學(xué)生的喜愛。經(jīng)實(shí)踐驗(yàn)收測試，該智能小車的電路結(jié)構(gòu)簡單，調(diào)試方便，系統(tǒng)反映快速、靈活，設(shè)計(jì)方案正確、可行，各項(xiàng)指標(biāo)穩(wěn)定、可靠。 enthusiasts and love. This paper introduces the is a automatic obstacle avoidance function of intelligent car design and production (hereinafter referred to as the smart car), the thesis to the intelligence of the car scheme selection, design idea, and the implementation of hardware and software function and working principle of a detailed analysis and discusses. After practice acceptance test, this intelligent car circuit structure is simple, convenient debug, fast, flexible system reflect, correct and feasible design scheme, each index is steady and reliable. Keywords: intelligent obstacle avoidance car design目 次1 引言 1 研究背景與意義 12 超聲波的避障技術(shù) 4 小車的避障技術(shù) 4 超聲波的傳播特性 5 超聲波測距技術(shù) 5 基于單片機(jī)的超聲波測距系統(tǒng) 6 超聲波的衰減 63 超聲波避障系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 8 方案概述 8 方案設(shè)計(jì) 8 元器件介紹 9 超聲波發(fā)射系統(tǒng)電路 16 超聲波接收系統(tǒng)電路 16 相關(guān)軟件、電路模塊和器件清單。自主移動機(jī)器人通過各種傳感器系統(tǒng)感知外界環(huán)境和自身狀態(tài), 在復(fù)雜的已知或者未知環(huán)境中自主移動并完成相應(yīng)的任務(wù)?！　”驹O(shè)計(jì)主要體現(xiàn)多功能小車的智能避障模式，設(shè)計(jì)中的理論方案、分析方法及特色與創(chuàng)新點(diǎn)等可以為自動運(yùn)輸機(jī)器人、采礦勘探機(jī)器人、家用自動清潔機(jī)器人等自動半自動機(jī)器人的設(shè)計(jì)與普及有一定的參考意義?！　≈悄苄≤囅到y(tǒng)最誘人的前景就是可用于未來的智能汽車上了，當(dāng)駕駛員因疏忽或打瞌睡時(shí)這樣的智能汽車的設(shè)計(jì)就能體現(xiàn)出它的作用。 超聲波測距與避障系統(tǒng)包括硬件及軟件兩個(gè)部分。其中，避障算法由單傳感器避障策略、多傳感器精確避障策略以及多傳感器模糊避障策略組成。試驗(yàn)結(jié)果表明，系統(tǒng)的測距范圍為40cm500cm，測距精度可實(shí)現(xiàn)測距范圍的2％以內(nèi)。可以完成正常的測距功能；障礙物材質(zhì)及表面形狀試驗(yàn)的結(jié)論，可為其他超聲波障礙物檢測和移動車輛安全避障策略設(shè)計(jì)提供參考；自主研發(fā)的超聲波測距與避障系統(tǒng)，通過進(jìn)一步的產(chǎn)品設(shè)計(jì)研究，可應(yīng)用于農(nóng)用車輛安全避障系統(tǒng)中。與普遍意義上的機(jī)器人相比，智能小車制作成本低廉，電路結(jié)構(gòu)簡單，程序調(diào)試方便，具有很強(qiáng)的趣味性，為此其深受廣大機(jī)器人愛好者以及高校學(xué)生的喜愛。 國內(nèi)外研究狀況 機(jī)器人作為人類科技發(fā)展的新型勞動生產(chǎn)工具，在減輕勞動負(fù)荷、優(yōu)化產(chǎn)業(yè)模式、提高生產(chǎn)率，避免作業(yè)工人從事危險(xiǎn)、惡劣、繁重的工作等方面，顯示出極大的優(yōu)越性。歐美國家認(rèn)為，機(jī)器人應(yīng)該是“由計(jì)算機(jī)控制的通過編程具有可以變更的多功能的自動機(jī)械”；日本學(xué)者認(rèn)為“機(jī)器人就是任何髙級的自動機(jī)械”?！蹦壳皣H上對機(jī)器人的概念已經(jīng)漸趨一致，聯(lián)合國標(biāo)準(zhǔn)化組織采納了美國機(jī)器人協(xié)會于1979年給機(jī)器人下的定義；“一種可編程和多功能的，用來搬運(yùn)材料、零件、工具的操作機(jī)；或是為了執(zhí)行不同的任務(wù)而具有可改變和可編程動作的專門系統(tǒng)。 智能移動機(jī)器人具有高度的自規(guī)劃、自組織、自適應(yīng)能力，在無需人干預(yù)、無需對環(huán)境做任何規(guī)定和改變的條件下，能夠有目的地移動和完成相應(yīng)任務(wù)。隨著技術(shù)的發(fā)展以及利益的趨向，美國、日本、德國以及意大利等世界發(fā)達(dá)國家的很多研究機(jī)構(gòu)，陸續(xù)在該研究方向作了一定程度的探索和研究，并取得了很多有價(jià)值的研究成果。本文按使用傳感器的類型不同分為：基于超聲波的障礙物檢測系統(tǒng)、基于紅外線的障礙物檢測系統(tǒng)、基于激光的障礙物檢測系統(tǒng)及基于多傳感器融合技術(shù)的障礙物檢測系統(tǒng)等。然而，隨著機(jī)器人的不斷完善發(fā)展，人們發(fā)現(xiàn)，這些同定于某一崗位工作的機(jī)器人并不能完全滿足各方面的需要，不能處理復(fù)雜的應(yīng)激變化。所謂的移動機(jī)器人，就是一種具有高度自組織、自適應(yīng)、自規(guī)劃能力，適合于在復(fù)雜的非結(jié)構(gòu)化，具有高精確度或繁重、危險(xiǎn)工作環(huán)境中作業(yè)的機(jī)器人。在自主移動式智能機(jī)器人的相關(guān)技術(shù)研究中，導(dǎo)航技術(shù)的應(yīng)用是其研究的核心，也是移動機(jī)器人實(shí)現(xiàn)智能化及完全自主調(diào)節(jié)、控制的關(guān)鍵技術(shù)。機(jī)器人通過裝配的信息獲取手段，獲得外部環(huán)境信息，實(shí)現(xiàn)自我定位，判定自身狀態(tài)，規(guī)劃并執(zhí)行下一步的動作。 本課題研究內(nèi)容本設(shè)計(jì)題目為智能避障小車設(shè)計(jì)，主要研究小車的避障功能，小車遇到障礙物時(shí)，當(dāng)距離障礙物大于40cm，PWM信號自增，驅(qū)動電機(jī)加速，小車加速前進(jìn)，當(dāng)小于30cm時(shí)，PWM信號自減，驅(qū)動電機(jī)減速，小車減速前進(jìn)，并且小車采取相應(yīng)的避障措施。所以采用超聲波傳感器作為探測裝置，由于超聲波遇到障礙物時(shí)發(fā)生像光一樣的反射和散射，在經(jīng)過多次發(fā)射之后再回到超聲波檢測端口會產(chǎn)生較嚴(yán)重的路程差，從而影響對距離的檢測進(jìn)而影響對障礙物的較準(zhǔn)確定位。2 超聲波的避障技術(shù) 小車的避障技術(shù) 超聲波介紹 超聲波是頻率高于20000赫茲的聲波，它方向性好，穿透能力強(qiáng)，易于獲得較集中的聲能，在水中傳播距離遠(yuǎn)，可用于測距、測速、清洗、焊接、碎石、殺菌消毒等。超聲波因其頻率下限大約等于人的聽覺上限而得名。 模糊避障算法設(shè)計(jì)機(jī)器人運(yùn)動的環(huán)境非常復(fù)雜，而且一般情況下是未知的，因此很難建立精確的數(shù)學(xué)模型來預(yù)測障礙物的位置。根據(jù)一定控制策略，建立輸入輸出的模糊語言集合和模糊控制規(guī)則。把六個(gè)超聲傳感器的輸入信號分為左右