自动避障循迹小车 毕业论文.doc

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1、自动避障循迹小车毕业论文目录1绪论11.1智能小车的研究与意义11.2智能小车的现状31.2.1国外移动机器人研究31.2.2国内移动机器人的状况41.2.3小车避障现状综诉41.2.4智能小车的现状41.3论文研究内容与主要结构51.3.1基于单片机控制的智能循迹避障小车51.3.2文章主要结构52方案选型设计62.1车体设计62.2电机驱动设计62.2.1电机选择62.2.2驱动选择72.2.3H桥式电路工作原理92.2.4PWM调速技术92.3循迹模块92.3.1光电传感器的工作原理92.3.2光电传感器的分类和工作方式92.3.3光电传感器的选择10

2、2.4避障模块112.4.1超声波测距的原理112.4.2超声波传感器的分类122.4.3超声波测距特点122.4.4超声波模块选择132.5显示模块142.5.1数码管的结构及工作原理142.5.2数码管的选择152.6控制系统模块152.6.1单片机的发展152.6.2AT89C52单片机的简单介绍172.7电源模块173硬件设计183.1总体设计183.1.1小车总体概述183.1.2小车总体设计框图193.2驱动电路设计193.3信号检测模块电路设计213.3.1循迹模块信号检测电路213.3.2壁障模块和显示信号检测电路223.4显示模块电路设计2

3、43.5主控电路设计273.5.1单片机最小系统设计273.5.2主控电路图304软件设计314.1主程序设计314.1.1主程序框图314.1.2主程序流程图324.2循迹模块程序设计334.3显示模块程序设计334.4避障模块程序设计345制作安装与调试355.1小车的安装355.2小车的调试355.3智能小车的功能36结论37参考文献38附录：40中文译文44致谢52中国矿业大学2012届本科生毕业设计1绪论1.1智能小车的研究与意义移动机器人是机器人领域的一个分支，他的研究始于60年代末期，斯坦福研究院（SRI）的NitsNilssen和Charle

4、sRosen等人，在1966年至1972年间研制出了名为Shake的自主移动机器人[1]。进入20世纪80年代以后，人们的研究方向逐渐转移到了面向实际应用的室内移动机器人的研究，并逐步形成了自主式移动机器人AMR（IndoorAutonomousMobileRobot)概念。美国国防高级研究计划局（DARPA）专门立项，制定了地面天人作战平台的战略计划。从此在全世界掀开了全面研究室外移动机器人的序幕，如DARPA的“战略计算机”计划中的自主地面车辆（ALV）计划（1983—1990），能源部制定的为期十年的机器人和智能系统计划（RIPS）（1986—1995

5、），以及后来的太空机器人计划；日本通产省组织的极限环境下作业的机器人计划；欧洲尤里卡中的机器人计划等。初期的研究，主要从学术角度研究室外机器人的体系结构和信息处理，并建立试验系统进行验证。虽然由于80年代对机器人的智能行为期望过高，导致室外机器人的研究未达到预期的效果，但却带动了相应技术的发展，为探讨人类研制智能机器人的途径积累了经验。同时，也推动了其他国家对移动机器人的研究与开发[2]。智能小车作为移动机器人的典型代表，目前国内外的许多大学都在积极投入人力、财力进行开发。主要表现在大学生的各种大型的创新比赛，比如：亚洲广播电视联盟亚太地区机器人大赛（ABU

6、ROBCON）、全国大学生“飞思卡尔”杯智能汽车竞赛等众多重要竞赛都能很好的培养大学生对于机电一体化的兴趣与强化机电一体化的相关知识。但很现实的状况是，国内不论是在机械还是电气领域，与国外的差距还是很明显的，必须加倍努力，为逐步赶上国外先进水平并超过之而努力。智能小车，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[3]。51中国矿业大学2012届本科生

7、毕业设计在移动机器人中，传感器起着举足轻重的作用。视觉、激光、红外、超声传感器等都在实际系统中得到了广泛的应用。其中，超声波传感器以其信息处理简单、速度快和价格低，被广泛用作移动机器人的测距传感器，以实现避障、定位、环境建模和导航等功能[4]。考虑实际情况，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和超声波传感器来充当。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

8、能的单片机，这样可以实现精确调速；第二，可以由软件模