智能循线避障小车设计与制作

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1、智能循线避障小车设计与制作周义张坤韩彪（黄石理工学院机电工程学院湖北黄石435003）【摘要】:提出了一种智能循线避障小车的设计方法，利用红外技术检测障碍物和采集地面信息，采用AT89S51单片机进行适时控制，实现智能循线和避障，并且精确地显示运行速度等参数。智能小车采用后轮驱动，两轮各用一个步进电机执行，速度检测的传感器采用红外对射式，寻路避障用的传感器采用红外反射式，速度检测的码盘采用手工制作。【关键词】:循线避障红外传感码盘ADesignofanIntelligentPatrolandObs

2、tacleAvoidanceCarZhouYiZhangKunHanBiao(Departmentofmechanicalandelectronicengineering，Huangshiinstituteoftechnology，HuangshiHubei435003)【Abstract】:Thispaperpresentsadesignmethodofsmartcarwhichcanpatrolandavoidobstaclesintelligently.Weuseinfraredtechni

3、quetodetectobstaclesandgathergroundinformationanduseAT89S51SCMtomakeatimingcontrol.Thenitnotonlycanachievetheroutespatrolandobstacleavoidance,butalsoshowthespeedandprecisionparameters.Thesmartcarusestherear-wheeldrive,whichisexecutedbyasteppermotor.Th

4、einfraredsensorsfordetectingspeedusetheinfraredcorrelationtype.Theway-findingofinfraredseasonstoavoidobstaclesusetheinfraredreflectiontype.Andtheencoderofspeeddetectionismadebyhand.【Keywords】:gooncircuit；avoidobstacle；InfraredSensors；encoder；1前言随着生产自动

5、化的发展，机器人已经越来越广泛地应用到生产自动化上，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，但其价格、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

6、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。故对机器人的研究已成为必要。智能循线和避障是基于智能导引小车系统，采用红外传感器实现小车速度检测，判断并检测障碍物。本文对智能小车的循线，避障以及速度的采集进行了研究。2硬件设计智能小车采用后轮驱动，后轮左右两边各用一个电机驱动，调制两个后面两个轮子的转速从而达到控制转向的目的，前轮是万象轮，起支撑的作用。将三个红外线光电传感器分别装在车体的左中右，当车的左边的传感器检测到黑线的边界时，主控芯片控制左轮电机减速，车向

7、右修正，当车的右边传感器检测到黑线时，主控芯片控制右轮电机减速，车向左修正，中间的传感器起附带修正的作用，黑线在车体的中间，中间的传感器一直检测到黑线，当偏离黑线时也开始修正，从而使小车沿着黑色的轨道行走，装中器是为了防止控制电路频繁的修正。避障的原理和循线一样，在车头的前中后各装了一个传感器，当左边传感器检测到障碍物时，车子右轮减速，车体向右转，当右边检测到障碍物时，车子左轮减速，当中间或全部的传感器都检测到障碍物时，车子定向转动，从而避开障碍物。车子速度的检测也是靠的红外线，只不过是器件的型号

8、不同，速度检测的传感器用的是对射式，避障用的是直射式。把码盘装在电机的轴上，码盘随电机一起转动，码盘是自己手工制作的，把光碟外形切制成直径为25mm的圆，再把圆周用锯条均匀切8条缝，缝的宽度为1mm。2．1主控芯片的选择本设计的主控芯片选择AT89S51，采用双CPU设计，两块单片机的作用:一块负责采样速度并显示，一块负责检测传感器的状态并控制电机，这部分还有一个PWM调速的任务，PWM是通过调制电平高低占空比来实现调速的，其调制频率要求很高，频率太低了电机会很明显的振动，由于PW