简易避障小车设计论文

《简易避障小车设计论文》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、简易避障电动小车设计随着汽车的自动化、智能化程度的提高，新一代智能汽车的研发在国内外受到越来越多的重视。目前，国内比较先进的智能车通过观测前方的路况，将路面的信息输入到车内的电脑中，通过计算机控制方向盘的运动，实现自动避障⑴。智能车辆的速度，关键在于它的控制技术，这就涉及到它的避障算法。一个好的控制算法如同一个有经验的司机，控制汽车运行⑵。自第一台工业机器人诞生以来，智能小车的发展已经遍及机械、电子、冶金、交通、宇航、国防等领域。近年来智能小车的智能水平不断提髙，并且迅速地改变着人们的生活方式。人们在不断探讨、改造、认识自然的过程中

2、，制造能替代人劳动的机器一直是人类的梦想⑶。红外的典型应用领域为口主式智能导航系统，智能小车要实现口动避障功能就必须要感知障碍物，感知障碍物相当于给机黠人一个视觉功能。智能避障是基于红外传感系统，采用红外传感器实现前方障碍物检测，并判断障碍物远近⑷。随着科学技术的发展，传感器种类越來越多，其中视觉传感器成为自动行走和驾驶的重耍部件。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

3、管或CCD,目前的CCD已能做到自动聚焦。但CCD传感器的价格、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视觉传感器是一种实用有效的方法⑸。要实现口动导引功能和避障功能就必须要感知导引线和障碍物，感知导引线相当于给小车一个视觉功能。避障控制系统是基于白动导引小车(AVG一auto-guidevehicle)系统，实现自动路线识别，判断并自动避开障碍，选择正确的行进路线。系统使用传感器感知路线和障碍并作出判断和相应的执行动作⑹。根据任务书要求本文设计一个基于单片机的简易避障小车，同时具有启停功能

4、。毕业论文主要介绍了简易避障电动小车的硬件设计方案及软硬件的设计和调试，最后对设计的电动小车进行数据的测试与分析。总共分五个章节来具体介绍整个毕业设计的设计内容和过程。第一章进行了系统的概述和模块方案的论证，第二章介绍了具体硬件电路的设计，包括了避障模块、最小系统模块、电机转速控制模块、电源模块、电机驱动模块的设计。第三章介绍了软件的设计，包括了设计的思路和具体程序的设计，程序包括了主程序的设计和子程序的设计。第四章是软硬件结合调试，最后是结论。第一章电动小车系统概述1.1系统功能概述智能小车采用前轮驱动，前轮左右两边各用一个电机驱

5、动，分别控制两个轮子的转动从而达到转向的日的，后轮是万向轮，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障碍物时，主控芯片控制右轮电机反向转动左轮电机正向转动，车向右方转向，当车的右边传感器检测到障碍物时，主控芯片控制左轮电机反向转动，右轮电机正向转动，车向左方转向，当前面有障碍物时规沱车向右转。1・2系统的结构智能避障小车结构图如图1T所示:两个直流电机内嵌单片机系电池供电避障感应器图1-1智能避障小车的结构1.3系统的设计原理本设计以STC89C51为电路的中央处理器，來处理传感器采集來的数

6、据，通过光电开光传感器判断小车前面的障碍物接受信号，处理完毕Z后以便去控制电机驱动电路来驱动电机。电源部分是为整个电路模块提供电源，以便能正常工作。如图1-2所示，是本次设计智能小车的电路框图：图1-2智能避障小车电路框图1.4系统的模块方案的比较与论证1.4.1障碍物探测方案的选择方案1：使用超声波探测器超声波探测器探测距离远，测距方便。但由于声波衍射现彖较严重，且散面太大，易造成障碍物的错误判断。同时，超声波探测具有几厘米共至几十厘米的盲区，这对于避障小车是个致命的限制。故放弃了这一方案。方案2：使用红外对管探测红外对管价格低廉

7、，性能稳定，但探测距离过近（一般不超过3cm）,使得小车必须制动迅速。由于采用普通直流电机作为原动力，制动距离至少需要lOcnio因此放弃了这一方案。方案3：使用视频采集处理装置进行探测使用CCD实时釆集小车前进路线上的图像并进行实时传输及处理，这是最精确的障碍物信息采集方案，可以对障碍物进行精确定位和测距。但是使用视频采集会人人增加小车成本和设计开发难度，而且考虑到小车行进转弯的精确度并未达到视频处理的精度，因而使用视频采集在实际应用中是个很大的浪费，所以放弃了这一方案⑺。方案仁使用光电开关进行障碍物信息采集使用三只E3F-DS3

8、0C4光电开关，分别探测正前方，前右侧，前左侧障碍物信息，在特殊地形（如障碍物密集地形）可将正前方的光电开关移置后方进行探测。E3F-DS30C4光电开关平均有效探测距离0-30cm可调，且抗外界背景光干扰能力强，可在日光下正常工作（