智能小车Word文件下载.docx
- 文档编号:16063178
- 上传时间:2022-11-18
- 格式:DOCX
- 页数:11
- 大小:628.46KB
智能小车Word文件下载.docx
《智能小车Word文件下载.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《智能小车Word文件下载.docx(11页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
B110411
小组:
程万里B11041104
李函超B11041106
杨海洋B11041114
导师:
姚惠林
日期:
2013/11/26
1、论文的背景目的和意义
智能化作为现代社会的新产物,是以后的发展方向,他可以按照预先设定的模式在一个特定的环境里自动的运作,无需人为管理,便可以完成预期所要达到的或是更高的目标。
同遥控小车不同,遥控小车需要人为控制转向、启停和进退,比较先进的遥控车还能控制其速度,而智能小车,则可以通过计算机编程来实现其对行驶方向、启停以及速度的控制,无需人工干预,是一个集环境感知、规划决策,自动行驶等功能于一体的综合系统,它集中地运用了计算机、传感、信息、通信、导航、人工智能及自动控制等技术,是典型的高新技术综合体。
国外智能车辆的研究历史较长,始于上世纪50年代。
它的发展历程大体可以分成三个阶段:
第一阶段20世纪50年代是智能车辆研究的初始阶段。
1954年美国BarrettElectronics公司研究开发了世界上第一台自主引导车系统AGVS(AutomatedGuidedVehicleSystem)。
第二阶段从80年代中后期开始,世界主要发达国家对智能车辆开展了卓有成效的研究。
在欧洲,普罗米修斯项目开始在这个领域的探索。
在美洲,美国成立了国家自动高速公路系统联盟(NAHSC)。
在亚洲,日本成立了高速公路先进巡航/辅助驾驶研究会。
第三阶段从90年代开始,智能车辆进入了深入、系统、大规模研究阶段。
最为突出的是,美国卡内基.梅隆大学(CarnegieMellonUniversity)机器人研究所一共完成了Navlab系列的10台自主车(Navlab1—Navlab10)的研究,取得了显著的成就。
相比于国外,我国开展智能车辆技术方面的研究起步较晚,开始于20世纪80年代。
而且大多数研究处在于针对某个单项技术研究的阶段。
虽然我国在智能车辆技术方面的研究总体上落后于发达国家,并且存在一定得技术差距,但是我们也取得了一系列的成果,主要有:
(1)中国第一汽车集团公司和国防科技大学机电工程与自动化学院与2003年研制成功我国第一辆自主驾驶轿车。
(2)南京理工大学、北京理工大学、浙江大学、国防科技大学、清华大学多所院校联合研制了7B.8军用室外自主车,该车装有彩色摄像机、激光雷达、陀螺惯导定位等传感器。
可以预计,我国飞速发展的经济实力将为智能车辆的研究提供一个更加广阔的前景。
因此,对智能小车进行深入细致的研究,不但能加深课堂上学到的理论知识,更能将理论转化为实际运用,为将来打下坚实的基础。
二、研究的基本内容与拟解决的主要问题
本课题主要开发一个能自动循迹,自动避障,自动避悬崖,超声波测距和红外遥控的智能小车控制系统。
设计主要以简易智能机器人为开发平台,选择通用、价廉的STC89C51单片机为控制平台,选择常见的电机模型车为机械平台,通过细化设计要求,结合传感器技术和电机控制技术相关知识实现小车的各种功能。
设计完成以由红外线对管的自动寻迹、红外线自动避障避悬崖、超声波测距、红外线遥控组成的硬件模块结合软件设计组成多功能智能小车,共同实现小车的前进倒退、转向行驶,自动根据地面黑线寻迹导航,检测障碍物或悬崖后停止,红外人工遥控等功能,实现智能控制,达到设计目标。
本设计以两直流电动机为主驱动,通过各类传感器件来采集各类信息,送入主控单元STC89C51单片机处理数据后完成相应动作,以达到自身控制。
电机驱动电路采用H桥驱动模块--双L298步进/直流电机驱动板,能同时驱动4个直流电机和2个步进电机;
避障和避悬崖采用红外光电开关来完成,自动寻迹采用红外发射管和接收管光电对管寻迹传感器完成,超声波测距采用超声波发射器和接收器经锁相环电路检波完成,最后由控制单元处理数据后通过编程有序合理的将各模块信号整合在一起并完成相应动作,实现了智能控制,相当于简易机器人。
效果,本系统以STC89C51为核心控制器,主要由电源模块、电机驱动模块、寻迹模块、避障模块、避悬崖模块、超声波测距模块、红外线遥控模块、磁钢探测模块和探测金属模块构成。
系统的结构框图如下:
三.设计方案
1.电机单元方案
采用直流减速电机。
直流减速电机转动力矩大,体积小,重量轻,装配简单,使用方便,小车电机内部装有减速齿轮组,所以并不需要考虑调速功能,很方便的就可以实现通过单片机对直流减速电机前进、后退、停止等操作。
L298N驱动电路:
1.驱动芯片:
L298N双H桥直流电机驱动芯片
2.驱动部分端子供电范围Vs:
+5V~+16V;
如需要板内取电,则
供电范围Vs:
+6V~+16V
3.驱动部分峰值电流Io:
2A
4.逻辑部分端子供电范围Vss:
+5V~+7V(可板内取电+5V)
5.逻辑部分工作电流范围:
0~36mA
6.控制信号输入电压范围(IN1IN2IN3IN4):
低电平:
-0.3V≤Vin≤1.5V
高电平:
2.3V≤Vin≤Vss
7.使能信号输入电压范围(ENAENB):
-0.3≤Vin≤1.5V(控制信号无效)
2.3V≤Vin≤Vss(控制信号有效)
8.最大功耗:
20W(温度T=75℃时)
9.存储温度:
-25℃~+130℃
10.驱动板尺寸:
55mm*45mm*33mm(带固定铜柱和散热片高度)
12.其他扩展:
控制方向指示灯、逻辑部分板内取电接口。
2.电源单元方案
采用双电源供电,通过两个独立的电源分别对单片机和直流减速电机进行供电,此方案的优点是,减少波动,稳定性比较好,可以让小车更好的运作起来,唯一的缺点就是会增加小车的重量。
3.避障和避悬崖单元方案
用漫反射式光电开关进行避障。
光电开关的工作原理是根据光线发射头发出的光束,被物体反射,其接收电路据此做出判断反应,物体对红外光由同步回路选通而检测物体的有无。
当有光线反射回来时,输出低电平。
当没有光线反射回来时,输出高电平。
单片机红外壁障电路图
红外线发射机:
采用音频译码器LM567设计而成的多振荡电路,由R1.C3定时电路和LM567内部电路构成振荡网络,振荡比较稳定,故选其为发射电路比较合适。
电路的振荡频率由R1.C3共同决定,一般调节R1比较方便,调节时使电路工作于38到40HZ为好。
VT1作为驱动三极管带动红外发射管PH303工作,电压为6V。
4.寻迹单元方案
利用寻迹来引导小车到达用户所指定的地点。
采用红外发射管和接收管光电对管寻迹传感器。
红外发射管发出红外线,当发出的红外线照射到白色的平面后反射,若红外接收管能接收到反射回的光线则检测出白线继而输出低电平,若接收不到发射管发出的光线则检测出黑线继而输出高电平。
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 智能 小车