(完整word版)智能避障机器人设计开题报告

课题名称智能避障机器人设计

课题来源教师拟定课题类型EX 指导教师XXX

学生姓名XXX 学号XXX 专业XXX

一、调研资料的准备

智能避障机器人设计不仅是对所学理论知识的综合运用，同时也是锻炼了实际操作能力和自学创新能力。本次设计包含了硬件电路设计和软件电路。在硬件电路设计中我首先在图书馆和网络上查阅了一些关于智能避障机器人设计的相关电路图以及原理知识，同时参考了童诗白老先生的模拟电子技术基础，阎石的数字电子技术基础中的存储器部分，徐科军主编的传感器与检测技术中的传感器部分；在软件设计中主要参考了张毅刚的单片机原理及应用；在电路仿真中参考了赵景波所编的Prote199SE应用与实例教程；在整体电路设计中参考了万方数据和中国知网。

二、设计目的

在科学探索和紧急抢险中经常会遇到对与一些危险或人类不能直接到达的地域的探测，这些就需要用机器人来完成。而在机器人在复杂地形中行进时自动避障是一项必不可少也是最基本的功能。因此，自动避障系统的研发就应运而生。我们的自动避障小车就是基于这一系统开发而成的。

随着生产自动化的发展需要，机器人的智能化与集成度越来越高，已经越来越广泛的应用到生产生活中。伴随的科技水平的提高，机器人的能够使用的传感器种类也越来越多，其中红外线传感器已经成为机器人自动行走和驾驶的重要部件。此系统是基于红外传感器的系统，即运用红外传感器实现对前方障碍物的检测。

红外传感器的典型应用领域为自主式智能导航系统，机器人要实现自动避障功能就必须要感知障碍物，对障碍物的感知相当于给机器人一个视觉功能。在现在生活中，例如在一些火宅或者一些自然灾害的现场，经常需要进入到对一些危险或人类不能直接到达的地方进行观察，采集数据，这些就需要用机器人来完成。而在机器人在上述等环境中行进时自动避障是一项必不可少也是最基本的功能。因此，自动避障系统的研发就应运而生。自动避障小车可以作为困难环境检测机器人和紧急抢险机器人的运动系统，让机器人在行进中自动避过障碍物，帮助人们完成相应的任务。

三、设计要求

基于传感器和单片机的控制技术技术，设计和实现了一种智能避障机器人解决方案。设计以红外控制模块、单片机系统模块、电机驱动模块等硬件模块组成的机器人，实现机器人的前进、并能侦测前进道路上的障碍物，自动避开，实现后退、前左转弯、前右转弯等避障控制功能：

1.传感器要能够探测道路上的障碍物，给出障碍物距离信息;

2.机器人根据传感器给出的信息，决定前进方向；

3.机器人要能够具有前进、后退、左转弯、右转弯功能。

四、设计思路

利用红外技术检测障碍物信息，采用51单片机进行实时控制，实现智能避障，智能小车采用后轮驱动，两轮各用一个直流电机控制。智能小车采用前轮驱动，前轮左右两边各用一个电机驱动，分别控制两个轮子的转动从而达到转向的目的，后轮是万向轮，起支撑的作用。将红外线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停止左轮转动，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停止转动，车向左方转向，当前面有障碍物时规定车右转。

五、预期成果

智能避障机器人遇到前方障碍物时，能够测得与障碍之间的距离，并能够通过显示屏显示出相应的数据，并能根据传感器给出的信息决定其前进、后退或着左转弯、右转弯。

六、时间安排

2013年1月5日至2014年2月28日，搜集相关资料，完成智能避障机器人设计的开题报告。

2014年2月15日至2014年2月28日，搜集相关资料，完成文献综述的任务。

2014年3月1日至2014年3月31日，整理收集的相关资料开始设计硬件电路，学习必要软件的应用，例如：Protel等。

2014年4月1日至2014年4月10日，编写硬件电路的软件程序部分，利用仿真软件对程序进行调试修改。

2014年4月11日至2014年4月20日，依据电路原理图焊接实际电路，经检查电路没有虚焊、漏接、错接等问题后，下载程序调试电路达到智能避障机器人设计的预期成果。

2014年4月21日至2014年4月30日，开始撰写智能避障机器人设计说明书的初稿，并完成初稿并交给指导老师初审。

2014年5月，提交毕业设计说明书及实做作品，开始准备参加论文答辩。

七、完成设计具备条件因素

1．学习并掌握了模拟电子技术基础、数字电子技术基础、单片机原理及应用、传感器与检测技术等课程。

2．掌握Protel protues Multisim等电路仿真软件。

3．熟练掌握焊接技术有较强的动手能力。

4．学校提供了图书资料、万方数据库、焊接试验室和单片机开发板实验设备。

指导教师签名：日期：