智能循迹避障小车设计

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1、郑州轻工业学院目录摘要……………………………………………………………………………………2绪论……………………………………………………………………………………22方案设计与论证……………………………………………………………………32.1主控系统………………………………………………………………………32.2电机驱动模块……………………………………………………………………42.3循迹模块………………………………………………………………………52.4避障模块………………………………………………………………………62.5机械系统………………………………………………………………………72.6电

2、源模块………………………………………………………………………73硬件设计……………………………………………………………………………73.1总体设计………………………………………………………………………73.2驱动电路………………………………………………………………………83.3信号检测模块……………………………………………………………………93.4主控电路………………………………………………………………………104软件设计……………………………………………………………………………124.1主程序模块………………………………………………………………………124.2电机驱动程序…………

3、…………………………………………………………124.3循迹模块…………………………………………………………………………134.4避障模块…………………………………………………………………………15结束语…………………………………………………………………………………19致谢……………………………………………………………………………………19参考文献………………………………………………………………………………19智能循迹避障小车30郑州轻工业学院摘　要利用红外对管检测黑线与障碍物，并以STC89C52单片机为控制芯片控制电动小汽车的速度及转向，从而实现自动循迹避障的功能。其中小车驱动由

4、L298N驱动电路完成，速度由单片机输出的PWM波控制。关键词智能小车；STC89C52单片机；L298N；红外对管1绪论自第一台工业机器人诞生以来，机器人的发展已经遍及机械、电子、冶金、交通、宇航、国防等领域。近年来机器人的智能水平不断提高，并且迅速地改变着人们的生活方式。人们在不断探讨、改造、认识自然的过程中，制造能替代人劳动的机器一直是人类的梦想。随着科学技术的发展，机器人的感觉传感器种类越来越多，其中视觉传感器成为自动行走和驾驶的重要部件。视觉的典型应用领域为自主式智能导航系统，对于视觉的各种技术而言图像处理技术已相当发达，而基于图像的理解技术还很落后，机器视觉需要通过大量

5、的运算也只能识别一些结构化环境简单的目标。视觉传感器的核心器件是摄像管或CCD，目前的CCD已能做到自动聚焦。但CCD传感器的价格、体积和使用方式上并不占优势，因此在不要求清晰图像只需要粗略感觉的系统中考虑使用接近觉传感器是一种实用有效的方法。机器人要实现自动导引功能和避障功能就必须要感知导引线和障碍物，感知导引线相当给机器人一个视觉功能。避障控制系统是基于自动导引小车（AVG—auto-guidevehicle）系统，基于它的智能小车实现自动识别路线，判断并自动避开障碍，选择正确的行进路线。使用传感器感知路线和障碍并作出判断和相应的执行动作。30郑州轻工业学院该智能小车可以作为机

6、器人的典型代表。它可以分为三大组成部分：传感器检测部分、执行部分、CPU。机器人要实现自动避障功能，还可以扩展循迹等功能，感知导引线和障碍物。可以实现小车自动识别路线，选择正确的行进路线，并检测到障碍物自动躲避。基于上述要求，传感检测部分考虑到小车一般不需要感知清晰的图像，只要求粗略感知即可，所以可以舍弃昂贵的CCD传感器而考虑使用价廉物美的红外反射式传感器来充当。智能小车的执行部分，是由直流电机来充当的，主要控制小车的行进方向和速度。单片机驱动直流电机一般有两种方案：第一，勿需占用单片机资源，直接选择有PWM功能的单片机，这样可以实现精确调速；第二，可以由软件模拟PWM输出调制，

7、需要占用单片机资源，难以精确调速，但单片机型号的选择余地较大。考虑到实际情况，本文选择第二种方案。CPU使用STC89C52单片机，配合软件编程实现。现智能小车发展很快，从智能玩具到其它各行业都有实质成果。其基本可实现循迹、避障、检测贴片、寻光入库、避崖等基本功能，这几节的电子设计大赛智能小车又在向声控系统发展。比较出名的飞思卡尔智能小车更是走在前列。我此次的设计主要实现循迹避障这两个功能。2方案设计与论证根据要求，确定如下方案：在现有玩具电动车的基础上，加装光电检测