智能小车无限控制器设计开题报告

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1、指导文件5：毕业设计（论文）开题报告电子信息与电气工程系（院）2010届题目（中文）基于单片机的智能小车无限控制器设计实现（英文）课题类型技术开发课题来源自选学生姓名周杰专业班级10自动化指导教师李英奎/李正斌职称工程师/讲师填写日期：2012年3月5日一、本课题研究的主要内容、目的和意义内容：1、规划层：上位机控制系统，规划层提供的是小车行驶的全局信息，包括路径处理模和通信模块。它要解决的基本问题有：(1)使用什么工具处理小车的路径图形；(2)建立小车的运动模型，计算出小车行驶所需的数据；(3)采用什么方式发送数据。2、行为层：下位机控制系统，行为层是智能小车控制系

2、统的底层结构，实现对小车行驶的实时控制，它包括通信模块、电机控制模块和数据采集模块。它要解决的基本问题有：(1)接收、处理上位机发送的数据信息；(2)设计步进电机的控制系统；(3)采集小车的位移和转角信息，定位小车姿态，分析系统控制误差；采用电机专用驱动芯片L298N进行电机驱动控制，它的使能端可以外接高低电平，也可以利用单片机进行软件控制，极大地满足各种复杂电路需要。另外，L298N的驱动功率较大，能够根据输人电压的大小输出不同的电压和功率，解决了负载能力不够这个问题。本次设计虽然只是一个演示模型，但是具有充分的科学性和实用性。首先我们根据交通路面的复杂情况，按照适

3、当的比例制作出一个路况模型，包括弯道、直道以及路面上设置的障碍物等。在弯、直道上，小车沿着预定轨道自由行使，当小车遇到障碍物时，脉冲调制的红外线传感器将检测到的信号发送给单片机，单片机根据程序发出相应的控制信号控制小车自动避开障碍物，进行倒车、前进、左转、右转等动作。目的及意义：利用超声波进行位置检测广泛应用于考古、机器人、医疗器械等许多方面，而根据地面特定标识自动寻迹在工业自动化生产及汽车工业中也得到广泛应用。本题目以单片机为核心，以玩具小车为控制对象，利用超声波传感器检测道路上的障碍，控制电动小汽车的自动避障，同时根据地面特定标识，引导小车快慢速行驶以及自动停车，

4、并可以自动记录时间、里程以及行驶速度。涉及到传感器位置检测，直流电机调速控制及计算机应用等多方面的知识。二、文献综述（国内外相关研究现况和发展趋向）1、国内背景智能小车的发展主要是在自动化控制领域，一些大中专院校为了培养学生动手及编程能力，同时提高学生的兴趣，为智能小车控制领域提供了环境。同时一些比较大型的比赛，如全国电子设计大赛开始采用这类的题目，虽然都是用小车，但是控制方式都是不一样。在智能小车现今发展最好的当时飞思卡尔举行的比赛，采用先进的摄像头采集黑线线路，此时要求芯片的运算速度是非常高的。其他的一些黑线检测题目，都加了其他的一些要求，如两辆小车交叉抢跑等。智

5、能车辆是集环境感知、规划决策、多等级辅助驾驶等功能于一体的综合系统，是智能交通系统的一个重要组成部分。它在军事、民用、太空开发等领域有着广泛的应用前景。本次设计对智能小车的控制系统进行了研究，设计实现一个基于路径规划处理的智能小车控制系统。无容置疑，机电一体化人才的培养不论是在国外还是国内，都开始重视起来，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（ABUROBCON）、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

6、，与国外的差距还是很明显的，所以作为机电一体化学生，必须加倍努力，为逐步赶上国外先进水平并超过之而努力。为了适应机电一体化的发展在汽车智能化方向的发展要求，提出简易智能小车的构想，目的在于：通过独立设计并制作一辆具有简单智能化的简易小车，获得项目整体设计的能力，并掌握多通道多样化传感器综合控制的方法。所以立“智能循迹小车”一题作为尝试。2、国外背景美国开始组织实施智能车辆先导(intelligentvehicleini2tiative,IVI)计划,欧洲提出公路安全行动计划(roadsafetyactionprogram,RSAP),日本提出超级智能车辆系统。我国科技

7、部则于2002年正式启动了“十五”科技攻关计划重大项目,智能交通系统关键技术开发和示范工程,其中一个重要的内容就是进行车辆安全和辅助驾驶的研究。预计在2020年之前进入智能交通发展的成熟期,人、车、路之间可以形成稳定、和谐的智能型整体。为了使智能机器能更好的应用于工业，各工业发达国家的大学、研究机构和大工业企业对智能机器系统开发投入了大量的人力财力。在美国和加拿大，各主要大学都设有智能机器研究室，如麻省理工学院侧重于制造过程机器人系统的研究，卡耐基—梅隆机器人研究所侧重于挖掘机器人系统的研究，而斯坦福大学则着重于系统应用软件的开发。德国正研究开发“M