智能循迹避障机器人论文(打印)

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1、智能循迹避障机器人设计论文院系班级：学号：姓名：指导教师（职称）：完成时间：智能循迹避障机器人摘　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机器人小车的速度及转向，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；STC89C52单片机；L298N；红外对管1.机器人小车的构成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

2、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由软件模拟PWM输出调制，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。2.机器人小车功能机器人要实现自动导引功能和避障功能，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。3.1主板设计框图如图3.1Stc89c52循迹红外对管时钟电路复位电路报警电路电机驱动避障红外对管图3.1主板设计框图3.2

3、驱动电路电机驱动一般采用H桥式驱动电路，L298N内部集成了H桥式驱动电路，从而可以采用L298N电路来驱动电机。通过单片机给予L298N电路PWM信号来控制小车的速度，起停。其引脚图如3.2，驱动原理图如图3.3。图3.2L298N引脚图图3.3电机驱动电路3.3信号检测模块小车循迹原理是小车在画有黑线的白纸“路面”上行驶，由于黑线和白纸对光线的反射系数不同，可根据接收到的反射光的强弱来判断“道路”—黑线。笔者在该模块中利用了简单、应用也比较普遍的检测方法——红外探测法。　　红外探测法，即利用红外线在不同颜色的物理表面具有不同的反射性质的特点。在小车行驶过程中不

4、断地向地面发射红外光，当红外光遇到白色地面时发生漫发射，反射光被装在小车上的接收管接收；如果遇到黑线则红外光被吸收，则小车上的接收管接收不到信号，再通过LM324作比较器来采集高低电平，从而实现信号的检测。避障亦是此原理。电路图如图3.4。市面上有很多红外传感器，在这里我选用TCRT5000型光电对管。图3.4循迹原理图3.4主控电路本模块主要是对采集信号进行分析，同时给出PWM波控制电机速度，起停。以及再检测到障碍报警等作用。其电路图如图5。图3.5主控电路4.1主程启动循迹是否检测到停止线停止是否检测到障碍NY避障YN序框图：4.2电机驱动程序voidgoah

5、ead(){s1=1;s2=0;s3=1;s4=0;}voidgoback(){s1=0;s2=1;s3=0;s4=1;}voidturnleft(){s3=1;s4=0;}void开始前进扫描I/O口，是否检测到黑线Y左边右边左转右转Nturnright(){s1=1;s2=0;}voidstop(){en1=0;en2=0;}4.3循迹模块循迹框图：循迹程序：voidxunji(){if((left_red==1)&(right_red==1)){en1=1;en2=1;goahead();delay(150);en1=0;en2=0;delay(50);}e

6、lseif((left_red==0)&(right_red==1)){en1=0;en2=1;P0_0=!P0_0;turnleft();delay(150);en1=1;en2=0;delay(50);}elseif((left_red==1)&(right_red==0)){en1=1;en2=0;P0_1=!P0_1;turnright();delay(150);en1=0;开始后退一点，报警后退左转前进右转Y左转是否检测到障碍前进Nen2=1;delay(50);}else{stop();}}4.4避障模块避障框图：避障程序：voidbizhang(){

7、en1=1;en2=1;goback();mid_red=0;baojing();goback();for(i=0;i<8;i++){en1=1;en2=1;delay(150);en1=0;en2=0;delay(50);}stop();delay(10);turnleft();for(i=0;i<11;i++){en1=0;en2=1;delay(130);en2=0;delay(50);}stop();delay(10);goahead();for(i=0;i<22;i++){en1=1;en2=1;delay(130);en1=0;en2=0;delay(

8、50);}