智能避障小车论文

课程设计报告

设计题目: 院 系: 专 业: 学 生: 学 号: 指导老师: 日 期：

目录

第1章 引言………………………………………….………………...…...3

第2章 总体方案………………………………………..............………...4

2.1 需求分析……………………………………………………………4 2.2 总体分析……………………………………………………………4 2.3 方案确定……………………………………………………………4

第3章 硬件方案……………………………………………...…………6

3.1 车体设计……………………………………………………………..6 3.2 主控制器模块………………………………………………………..6 3.3 电源模块……………………………………………………………..6 3.4 电机驱动模块………………………………………………………..6 3.5 点机模块……………………………………………………………..8 3.6 壁障模块……………………………………………………………..8 3.7 最终方案……………………………………………………………..8

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第4章 硬件实现及单元电路设计………………………….……….8

4.1 主控模块……………………………………………………………..8 4.2 电源设计……………………………………………………………..9 4.3 驱动电路……………………………………………………………..10

第5章 系统软件设计方案………………………………..…….…….11

5.1系统主程序流程图…………………………………………………..12 5.2 测距子程序流程图………………………………………………….14

第6章 系统的安装及调试…………………………………......….….15

6.1 安装步骤……………………………………………………………..15 6.2电路的调试…………………………………………………………...15

第7章 心得与总结……………………………….…………….……….16

第8章 问题补充……………………………………………...……...…..16

附录一 整机电路图……………………………………………………….17 附录二 实物图…………………………………………………………….17

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第一章 引言

随着汽车工业的快速发展，关于汽车的研究也越来越受到人们的关注。智能汽车概念的提出给汽车产业带来机遇也带了挑战。汽车的智能化必将是未来汽车产业发展的趋势，在这样的背景下，我们开展了基于超声波和红外线的智能小车的避障研究。

超声波作为智能车避障的一种重要手段，以其避障实现方便，计算简单，易于做到实时控制，测量精度也能达到实用的要求，在未来汽车智能化进程中必将得到广泛应用。我国作为一个世界大国，在高科技领域也必须占据一席之地，未来汽车的智能化是汽车产业发展必然的，在这种情况下研究超声波红外在智能车避障上的应用具有深远意义，这将对我国未来智能汽车的研究在世界高科技领域占据领先地位具有重要作用。

针对一种基于超声波和红外传感器的避障小车，通过对整体方案、电路、算法、调试、车辆参数的介绍，详尽地阐述小车通过传感器系统感知外界环境和自身状态, 在复杂的环境中自主移动并完成相应的任务。超声波和红外传感器以其独有的特征而被青睐。本文利用超声波传感器对障碍物进行定位从而使机器人顺利到达绕过障碍物的目标。该智能小车系统涉及直流电机控制技术、路径识别、传感技术、电子设计、程序设计等多个学科，磨练我们的知识融合和实践动手能力的培养。

摘要:智能作为现代的新发明，是以后的发展方向，他可以按照预先设定的模式在一个环境里自动的运作，不需要人为的管理，可应用于科学勘探用途。本设计中智能小车采用STC89C52单片机作为检测和控制的核心，实现智能小车的智能控制，包括红外避障、超声波避障等功能。驱动电机采用直流减速电机。电机驱动由L298N驱动电路完成。 关键词 智能小车；单片机；超声波；红外线；避障

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第二章 总体方案

基于项目的功能特性以及我们的设计目的，我们选择Cortex-M0作为本课程设计的控制器，它能够很好的实现该课题设计的要求；我们使用L298来驱动直流电机的转动；我们使用三端稳压集成电路7805、7812做成的稳压电源作为电机、H桥的工作电源;我们使用74HC164是串行输入,并行输出的8位移位寄存器做成的键盘显示板结合M0的SPI模块实现了人机对话的功能模块。

本章主要简要地介绍系统总体方案的选定和总体设计思路，在后面的章节中将整个系统分为机械结构、控制模块、控制算法等三部分对智能车控制系统进行深入的介绍分析。

2.1 需求分析

设计一种基于超声波和红外避障碍的小车移动平台，借助超声波和红外传感器的使用满足在一定的复杂的环境中自主避障任务,使小车可以走出几个弯道的迷宫。 2.2 总体设计

通过学习和研究相关技术资料了解到，超声波测距模块是系统的关键模块之一，超声波测距方案的好坏，直接关系到最终性能的优劣，因此确定超声波测距模块的方法是决定系统总体方案的关键。

避障模块采用超声波传感器的使用检测前面有不可穿越的障碍时,便避过障碍;优点是价格相对便宜，在满足系统的要求下具有较高的精度，能很好判断是否有不可穿越的障碍; 红外传感器虽然不能测距,但是当有障碍物时,它能够反映在电平的变化,而且更廉价易得，适合简单的避障。 2.3 方案确定

系统采用STC89C52单片机作为核心控制单元用于智能车系统的控制,小车车头正中间超声波传感器检测前方障碍物，用于判断是否需要转弯，左右两边各有一个红外线避障头，用于检测跑道两边的墙，防止小车碰到墙壁。系统总体的设计方框图如图1所示。

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