基于光电设计智能小车
“微机系统设计与应用”优生免考--成果展示
基于光电导航的无人驾驶智能车
设计成员：刘云帆、陈松涛、裘科杰 指导教师：王晓萍、王立强、梁宜勇
时间：2011-2012年春夏学期
项目简介
本项目旨在制作基于光电导航的无人驾驶智能车。 要求设计一辆具有光电
导航功能的智能车，要求在指定赛道上从起点出发，经过现场随机确定的至少
5 个十字或丁字路口（包括左转、右转或直行）后，进入指定位置的停车位并
停好。结束后发出声光提示。比赛场地为室内水泥地，竞赛车道宽度为 0.5m，
赛道两边地面上贴有宽度 3cm的红色道路边界。 自备路口交通标志 （包括左转、
右转或直行各 3 个）和停车位车库，停车库的长宽应是智能车长宽的 1.5 倍。
设计方案
1) 信息的采集：通过彩色数字摄像头获取红色赛道信息和蓝色或绿色的转弯标志物信息或通过红外壁障管 检测道路两侧的转弯标志，通过反射式壁障传感器对车与车库的相对位置进行识别和判断，利用测速编码盘对小 车进行测速；
2) 信息的处理：利用处理速率较高和存储空间较大的单片机对图像数据进行存储和处理，对传感器信号进 行获取和处理；
3) 过程的控制：利用单片机进行图像读取和处理，利用单片机的 PWM 模块输出相应波形来控制舵机和马达， 并控制声光信号的发出。
成果与创新
成果：获得浙江大学光电设计竞赛一等奖，总时间 25 秒左右，导航过程稳定精确。
创新：1) 图像采用 RGB 数字格式输出，可以精确找到红线位置；
2) 转弯控制采用红外避障管，过程简单，转弯效果稳定；
3) 提取图像的过程中采用自适应的搜索范围，减小了噪声的影响，提高了程序的效率；
4) 加入编码盘测速，提高知道调整、转弯和入库控制精确性。
体会与感想
这次项目设计过程锻炼了我们团队协作，沟通协调的能力；在编写文字材料的过程中也进一步学习了规范化 记录的好习惯。对于科研，最深的体会就是要戒骄戒躁，沉下心去做好一件事，对于一个项目，有总体设计，进 度规划，时间安排，人员分工，有序推进。
智能婴儿车设计报告样本
智能婴儿车设计报 告
智能制造论文 专业：机械设计制造及其自动化 学号： 学生姓名： 指导老师： 多功能智能婴儿车
一、简介： 本设计是涉及触摸感应和电磁感应的触摸感应式婴儿车智能刹车装置，哭声检测智能摇摆及报警装置，大小便检测报警装置，婴儿车智能追踪定位装置，手动可调摇篮摇摆频率装置。这些智能设计旨在防止婴儿车在有坡度的地方无人推行时发生溜动而造成的安全事故，而且跟踪定位婴儿车的位置，使婴儿车时时刻刻都在身边，哭声检测智能摇摆及报警装置和手动可调摇篮摇摆频率装置是用于减轻婴儿照看者的负担，不用时时刻刻守在婴儿旁边，大小便检测报警装置是为了提醒照看者婴儿是否大小便，方便照看者给婴儿换尿布。 本创造结构简单，安装方便，能实现婴儿车在有人控制时正常行驶，无人控制时停止锁住无法滑动，避免发生事故，而且提醒照看人婴儿车内婴儿的各种信息。 二、技术背景： 照顾孩子的父母或是保姆不可能时时刻刻待在孩子身边，特别是在晚上，而且人们不可能因为孩子其它事什么都不做。基于以上几点我们设计出了智能婴儿车，它能帮助父母花更少的时间更好得照顾好婴儿，使婴儿更加健康茁壮的成长，而且能在照顾好孩子的同时做些家务及一些其它事情。智能婴儿摇篮能够提供给宝宝舒适摇晃,又能够经过自动移动和自动避障及自动追踪,使得妈妈们也可腾出手来处理家务或者休息。从而大大的减轻了
婴幼儿父母的劳动负担。 婴儿车是一种为婴儿户外活动提供便利而设让的工具车，有各种车型，一般0到4岁的孩子用的是婴儿车，是宝宝最喜爱的散步交通工具，更是妈妈带宝宝上街购物出游时的必须品，而当今的婴儿车的刹车装置方面还存在一定的缺陷，使得婴儿车存在一定的安全隐患。 由于婴儿车停放位置不当或婴儿的活动等其它原因，婴儿车可能会发生溜动，从而引发意外事故，而婴儿坐在婴儿车内不具有制止婴儿车运动的能力以致发生碰撞而导致惨剧发生。现已发生多起因为家长的疏忽导致的婴儿车滑动引起的安全事故。因此安全性是购买婴儿车的最重要的指标，如果婴儿车不具备很强的安全性，就极其容易伤害到脆弱的婴儿。因此出于安全因素的考虑，婴儿车应具有自动制动的能力，特别是在无人看管时。 现有的婴儿车安全装置旨在人工制动，需要在停放时人工打开刹车，可是很多家长往往意识不到安全隐患的存在从而忽略这个步骤，导致安全事故的发生，因此现在的婴儿车安全装置并不能解决无人看管时引发的安全隐患。 该创造正是要实现婴儿车智能化，具有很强的可控性，很大程度上减少了安全隐，很大地提高婴儿车的安全性，这个设计的应用范围较广，同样也能够用于残疾人的推车等。该设计轻巧方便，功耗低，成本较低，具有很高的实用性。 三、关键词：
简易自动仓储搬运智能小车设计
。。国噬擅鹜滋醚型竺燮幽塑 进行处理，实时跟踪小车的行进路线，并由此画出小车的行进示意图。 ２关键技术和模块电路 ２．１电机驱动模块 方案一：采用电机细分驱动，电机细分驱动芯片ＴＡ８４３５可以用两路ＰＷＭ信号控制两个步进电机，能够节省单片机资源，但致命的缺点是当单片机速度变化较大时，电机很容易失控。 方案二：Ｌ２９８驱动芯片，用Ｌ２９８驱动虽然占用较多的单片机Ｉ／０口，但控制比较容易。在速度变化较大时，基本卜不会出现电机失控的情况。本设计采用方案二，直流电机驱动电路主要由一个双桥式驱动芯片Ｌ２９８和７４０４组成，电路图如图２所示。为使其准确调整两电机的速度，以控制小车行进方向，必须精确控制ＰＷＭ的占空比。若输入左电机的ＰＷＭ占空比大于右电机，则小车右转；反之，则左转。 ２．２引导线检测方案 方案一：可见光发光二极管与光敏二极管组成的发射一接收电路，该方案缺点在于易受外界环境光源的干扰，容易造成误判，准确度不高。 方案二：反射式红外发射一接收器，对黑自检测比较敏感，灵敏度较高，且电路简单，完全满足系统要求。 比较两种方案，选用方案二。 采用红外检测单元电路，如图３所示。反射式红外发射一接收器检测到信号后与比较器ＬＭ３２４的参考电压相比较，当检测不到黑线时，发射管发出的光经面板反射后被接收管接收，接收管导通，ＬＭ３２４输出低电平，当检测到黑线时，发射管发出的红外光将不被接收管接收，ＬＭ３２４输出高电平。 ２．３码盘检测电路 码盘测速电路如图３所示，码盘见图４所示，对射式红外发射一接受器检测脉冲个数，通过计算脉冲的周期 Ｖ（。 图３ｇＩ导线红外检测硬件电路图 图４红外光电码盘 来计算小车的行进速度。 ２．４图形识别模块 图形识别模块在本设计中起着至关重要的作用，其识别正确与否直接影响到小车搬运的正确与否。本系统场景设置比较单一，图形边缘信息较为规则，故采用Ｈｏｕｇｈ变换实现图形识别。 Ｈｏｕｇｈ变换是对图像进行某种形式的坐标变换。它将原始图像中给定形状的曲线或直线变换成参数空问的一个点，即原始图像中给定形状的曲线和直线的所有的都集中到参数空问的某个点形成峰值点。这样，就把原始图像中给定形状曲线或直线的检测问题变成寻找 ｉ 图２电机驱动模块硬件电路图参数空问中的峰值点问题。利用Ｈｏｕｇｈ变换检测各种图形的具体思路如下： （１）检测三角形：三角形由３条边组成，其对应的参数空间３个中心点的横坐标分别表示三角形３条边的法向量与ｘ轴的夹角０，从而可以计算出３条边与Ｘ轴的夹角，从而可以检测出三角形。识别前后结果如图５（ａ）、图５（ｂ）所示。 （２）检测圆形：把平面上的圆转换到参数空间，则图像空间中过任意一点的圆对应于参数空间中的一个三维锥面，图像空间中
基于STM32 智能抓物小车的设计 电子设计II课程报告
摘要 本实验主要分析把握对象的智能车基于STM32F103的设计。智能系统的组成主要包括STM32F103控制器、伺服驱动电路、红外检测电路、超声波避障电路。本试验采用STM32F103微处理器作为核心芯片，速度和转向的控制采用PWM技术，跟踪模块、检测、障碍物检测和避免功能避障模块等外围电路，实现系统的整体功能。 小车行驶时，避障程序跟踪程序，具有红外线跟踪功能的汽车检测电路。然后用颜色传感器识别物体的颜色和抓取。在硬件设计的基础上提出了实现伺服控制功能，简单的智能车跟踪和避障功能的软件设计和控制程序，在STM32集成开发环境IAR编译，并使用JLINK下载程序。 关键词：stm32;红外探测;超声波避障;颜色传感;舵机控制
ABSTRACT This experiment mainly analyzed the grasping object intelligent car based on STM32F103 design. The composition of the intelligent system mainly includes STM32F103 controller, servo drive circuit, infrared detection circuit, ultrasonic obstacle avoidance circuit. This test uses the STM32F103 microprocessor as the core chip, the speed and steering control using PWM technology, tracking module and detection, obstacle avoidance module for obstacle detection and avoidance function, other peripheral circuit to achieve the overall function of the system. The car is moving, obstacle avoidance procedures prior to tracking program, car tracking function with infrared detection circuit. Then use color sensor to recognize object color and grab. On the basis of the hardware design is proposed to realize the servo control function, simple intelligent car tracking and obstacle avoidance function of the software design, and the control program is compiled in the STM32 integrated development environment IAR, and download the program using Jlink. Key words: STM32; infrared detection; ultrasonic obstacle avoidance; color sensing; steering control
智能循光小车毕业设计论文
毕业设计(论文) 智能循光小车设计 教学单位： 专业名称： 学号： 学生姓名： 指导教师： 指导单位： 完成时间：
毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明 原创性声明 本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。 作者签名：日期： 指导教师签名：日期： 使用授权说明 本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。 作者签名：日期：
学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。 作者签名：日期：年月日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 涉密论文按学校规定处理。 作者签名：日期：年月日导师签名：日期：年月日
智能小车系统
智能小车系统 作者： 黎波 罗均元 李中华 赛前辅导：王老师 杨老师 摘要 本设计采用两块单片机（89S52）作为自动控制小车的检测控制、显示计算核心。路面黑线检测采用反射式红外传感器，车速和距离检测使用了霍尔传感器，金属检测使用了金属接近开关。电源部分采用了强电流、弱电流分开。数字、模拟独立供电，利用光电耦合器件避免了电动机对控制系统的干扰。同时利用了PWM技术动态的控制电动机的转速，利用低密度PLD 简化电路提高硬件系统的可靠性，基于这些完备可靠的硬件设计，使用了一套独特的软件算法实现了小车在金属的检测，和在高速运动中的精确控制，达到了很好的效果！ 本设计的主要特色： ～高效的H型PWM电路，提高电源的利用率。 ～控制电路电源和电动机电源隔离，信号通过光电耦合器传输。 ～红外检测路面，软件纠错，免受路面杂质干扰。 ～优化软件算法，智能化的自动控制，反应迅速。 ～前置式方向灯，行驶状态一目了然。 一：系统设计及方案论证 根据题目要求，系统可以划分为几个基本模块，如图1-1所示。对各模块的实现，分别有以下一些不同的设计方案： 1-1 1：电机驱动调速模块 方案一：采用继电器对电动机的开或关进行控制，通过开关的切换对小车的速度进行调整。这个方案的优点是电路较为简单，缺点是继电器的响应速度慢，机械结构易损坏，寿命短，可靠性差。 方案二：采用电阻网络或数字电位器调整电动机的分压，从而达到调速的目的。但是电阻网络只能实现有级调速，而数字电阻元件价格昂贵，主要问题是一般电动机的电阻很小，但电流很大；分压不仅会降低
效率，而且实现很困难。 方案三：采用由双极性管组成的H型PWM电路。用单片机控制晶体管使之工作在占空比可调的开关状态，精确调整电机转速。这种电路由于工作在管子的饱和截止模式下，效率非常高；H型电路保证了可以简单地实现转速和方向的控制；电子开关的速度很块，稳定性也很高，是一种广泛采用的PWM调速技术。 基于上述理论分析，选用方案三。 2：路面黑线探测模块 探测路面黑线的大致原理是：光线照射到路面并反射，由于黑线和白线的反射系数不同，可以根据接收到的反射光强弱判断是否到达跑道边侧。 方案一：可见光发光二极管与光敏二极管组成的发射-接收电路。这种方案的缺点在于其他环境光源会对光敏二极管的工作产生很大干扰，一旦外界环境条件改变，很可能造成误判和漏判；虽然采取超高亮度发射管可以降低一定的干扰，但这势必会增加额外的功率损耗。 方案二：脉冲调制的反射式红外发射-接收器。考虑到环境光干扰主要是直流分量，如果采用有交流分量的调制信号可大幅度减少外界干扰；另外，红外发射管的最大工作电流取决于平均电流，如果采用占空比小的调制信号，在平均电流不变的情况下，瞬时电流可以很大（50-100MA），这样也可以大大提高信噪比。但电路较复杂且软件工作量加大。 方案三：不调制的反射式红外发射-接收器。由于采用红外管代替普通可见光管，可以降低环境光源干扰；如果直接用直流电压对管子供电，限于管子的平均功率要求，工作电流在10MA左右。 由于发射接收组件距离路面较近，切组件有外罩防止外界的干扰，所以我们采用了方案三。 3：车轮测速及路程计算模块 方案一：采用霍尔元件，该器件内部由三片霍尔金属板组成，当磁铁正对金属片时，由于霍尔效应，金属板发生横向导通，因此可以在车轮上安装磁铁，而将霍尔器件安装在固定轴上，通过对脉冲的计数进行车速测量。 方案二：受鼠标的工作原理启发，采用断续式光电开关。由于该开关是沟槽结构，可以将其置于固定轴上，再在车轮上均匀的固定多个遮光条，让其恰好通过沟槽，产生一个个脉冲。通过脉冲的计数对速度进行测量。 上述方案二计数精度较高，但安装不便且MCU计数负担过重，影响小车速度的提升。方案一在工业上得到广泛应用性能稳定切装配容易，因
智能搬运小车比赛规则
比赛目的 设计一个轮式小型机器人，在比赛场地里移动，将不同颜色、形状或者材质的物体分类搬运到不同的对应位置。比赛的记分根据机器人将物体放置的位置精度和完成时间来决定分值的高低。它模拟了工业自动化过程中自动化物流系统实际工作过程。 比赛内容及任务 在规定时间内，机器人完成物料的分类搬运，并回到出发点，具体如下： 机器人采用轮式机器人形式；机器人从出发区出发，到达物料储存区后，分拣其赛前抽签决定好的任务，即从5个预知颜色料块（黄、白、红、黑、蓝）抽3种颜色料块，然后抽3种颜料块在A、C、E的摆放位置，随后在已知6种组合（任务）中，选其中1个作为比赛任务（料块均要求摆放在场地图的A、C、E位置，B、D位置不放置物料，场地图参见比赛规则：比赛场地)，再按照设计好的控制策略控制机器人动作，以便将三个料块快速准确地搬运到对应的三个颜色中心区域内，最后回到出发区。
规则一比赛场地
规则 1.1 尺寸 比赛场地为正方形。 规则 1.2 场地区域及标识 比赛场地用直线、圆及数字进行标识。详见图1、图2。
图 1 场地示意图 图 2 机器人出发区
规则二比赛用料块 使用5 个直径为40、高度为40 的料块，颜色分别为黄色、白色、红色、黑色、蓝色。可用白色PVC水管，侧面用喷绘不干胶贴装，并在中间增加十字形标记，以准确获得中心计分点。 规则三比赛队员装备 为了能公平比赛，本次比赛对于参赛队使用的机器人做如下限制，以便各个参赛队能在公平的平台上进行比赛。 1．控制器要求，组办方提供8051控制器，参赛队也可使用其他类型控制器。 2．轮子直径≤80mm。 3．机器人可以在规则允许的条件下，扩展多种传感器来对机器人的比赛进行精确的控制，以求更好的成绩。 4．机器人尺寸：机器人在地面的投影不超出：长250mm×宽160mm。 规则四裁判 1、规定项目比赛：每场比赛将委派两名裁判执行裁判工作，裁判员在比赛过程中所作的判决将为比赛权威判定结果，参赛队伍必须接受裁判结果。 2、裁判责任： 执行比赛的所有规则。 监督比赛的犯规现象。 记录比赛的成绩和时间。 核对参赛队伍的资质。 审定场地，机器人等是否符合比赛要求。 规则五比赛要求 1．比赛场地上有五个不同颜色（黄、白、红、黑、蓝）的得分区域，参赛队赛前进行现场抽签，每支队伍可以有最长5 分钟的调试时间。参赛队根据确定的任务进行准备调试。2．如现场条件许可，正式比赛前，所有机器人将统一编号，并摆放在指定区域。比赛时到摆放区域直接领取相应的机器人参加比赛。比赛完成再放回摆放地点。所有比赛结束方可领回机器人。如需维修等事宜需请示现场裁判是否许可。如现场条件限制，由竞赛委员会商讨决定如何编号等事宜。 3．各个队机器人参赛队按照赛前抽签的方式决定比赛出场次序并进行比赛。抽签时首先抽出三种色块，然后抽三种色块在A、C、E 的摆放位置；色块的颜色、位置和摆放顺序都是现场抽签决定的。 4．每支参赛队伍的正式比赛时间最长为3 分钟，机器人在得到裁判指令后启动，没有裁判指令不可以再次接触机器人，由机器人自主运行完成比赛，如果机器人连续停止运行超过20秒，则自动终止比赛。 6．设置“2 秒违例”规则，即计时开始后操作机器人的总时间不得超过2 秒，2 秒钟后人为触动任何一台机器人均视为违例，裁判将终止比赛并不计得分。 规则六比赛记分标准 规则 6.1 成绩及排名
智能小车硬件系统-STM32最小系统
智能小车硬件系统设计-STM32最小系统 1.智能小车的车体结构选择 目前常用的移动机器人运行机构的方式有轮式、履带式、腿式以及上述几种方式的结合。轮式和履带式机器人适合于条件较好的路面,而腿式步行机器人则适合于条件较差的路面。为了适应各种路面的情况,可采用轮、腿、履带并用。在各种实用的移动机器人中以轮式机器人,最为常见,它具有悠久的历史,在机械设计上非常成熟。本文中智能小车的设计思想是作为在路面环境较好的场合中工作的机器人使用,所以采用轮式机器人。机器人车体由车架、蓄电池、直流电机、减速器、车轮等组成,它是整个小车的基础部分。 从轮式移动机器人的车轮个数来说,常用的为三轮或四轮,更多轮的机器人则多见于可变构形的移动机器人应用。四轮机构在稳定性方面强于三轮机构。而一般轮式移动机器人转向装置的结构通常有两种方式,第一种方式是使用舵机转向,在此方式下前轮是自由轮,后轮是驱动轮,使用一个电机进行驱动,转向使用舵机控制转向轮前轮实现另外一种方式使用差动控制转向,与舵机转向相同的是,后轮是驱动轮,但左、右轮使用独立的电机驱动,前轮为自由轮,转向通过控制左右驱动轮速度的方式实现。综合考虑到智能小车承载能力、稳定性以及转向精度的要求,系统采用了四轮差动转向式,其中后部两轮为驱动轮,前部两轮为随动万向轮。 2.智能小车控制系统方案 在整个智能小车系统的总体设计之中,控制系统是最重要的,它是整个系统的灵魂。控制系统的先进与否,直接关系到整个机器人系统智能化水平的高低。机器人的各种功能都在控制系统的统一协调前提下实现,控制系统设计的策略也决定了整个机器人系统的功能特点及其可扩展性。本文设计的智能小车控制系统,具备了障碍物检测、自主定位、自主避障、总线通信、无线通信等一系列功能。根据上述所提及的智能小车的功能要求,课题研究的控制系统主要包括电源模块、微控制器模块、障碍检测模块、电机驱动模块、速度检测模块、通讯扩展模块等部分。系统总体框图如图1所示。具体设计过程中,各模块硬件以及软件部分力求相对独立,为日后的更新和后续升级提供便利。
智能小车设计报告
智能小车 学校：江汉大学 学院：物信学院 班级、姓名： 10通信曹聪慧 10自二彭洋
摘要： 本系统采用STC89C52作为主控制芯片，采用7805作为稳压芯片，采用L9110芯片作为直流电机驱动，在PWM 控制下，小车自动寻路，快慢速行驶和转向。三者的结合使小车更加智能化，自动化，并用霍尔元件测速，用1602液晶把速度显示出来。电路结构简单，可靠性能高。 关键词:STC89C52单片机、PWM调速、自动循迹，测速
目录 1.系统方案 (4) 1.1 车体设计 (4) 1.2 控制器模块 (4) 1.3电机模块 (4) 1.4电机驱动模块 (5) 1.5测速模块 (5) 1.6电源模块 (5) 1.7最终方案 (6) 2.系统硬件设计 (7) 2.1电源模块的设计 (7) 2.1控制模块的设计 (6) 2.1循迹模块的设计 (6) 2.1电机驱动模块的设计 (7) 2.1测速模块的设计 (7) 3．软件程序的设计 (10) 3.1总体流程图 (10) 3.2软件大体思路 (10) 4．系统功能测试 (9) 4.1 问题分析及解决 (10) 5．总结 (12) (附录)
系统方案 1.1 车体设计 自己制作电动车。一般的说来，自己制作的车体比较粗糙，性能不太稳定。但只要对车体仔细制作，通过优良的控制算法，也能实现控制小车前进转弯的功能。 1.2 控制器模块 采用STC公司的STC89C52单片机作为主控制器。STC89C52是一个低功耗，高性能的51内核的CMOS 8位单片机，片内含8k空间的可反复擦些1000次的Flash只读存储器，具有256 bytes的随机存取数据存储器（RAM），32个IO口，2个16位可编程定时计数器。且该系列的51单片机可以不用烧写器而直接用串口或并口就可以向单片机中下载程序。我们自己制作51最小系统板，体积很小，下载程序方便，放在车上不会占用太多的空间。 1.3电机模块 方案一：采用步进电机实现物体的精确定位和方向控制。步进电机可以作为一种控制用的特种电机，可以精确地控制角度和距离。缺点是相对体积较大，力矩比较小，容易失步，而且价格比较昂贵。 方案二：采用普通直流电机。直流电机运转平稳，精度有一定的保证。直流电机控制的精确度虽然没有步进电机那样高，但完全可以满足本题目的要求。通过单片机的PWM输出同样可以控制直流电机的旋转速度，实现电动车的速度控制。并且直流电机相对于步进电机
智能搬运,小车讲解
智能搬运小车 摘要： 关键词：单片机，PWM，光电传感器，运货小车 1.引言 1.1智能搬运小车研究的背景和目的： 运货是各个行业不可或缺的过程，人工运货随着经济的快速发展，不能完全满足市场的需求。世界上许多国家都在积极进行智能车辆的研究和开发设计。移动机器人是机器人学中的一个重要分支，出现于20世纪60年代。当时斯坦福研究院的Nils Nilssen和charles Rosen等人，在1966年至1972年中研制出了取名shakey的自主式移动机器人，目的是将人工智能技术应用在复杂环境下，完成机器人系统的自主推理、规划和控制。从此，移动机器人从无到有，数量不断增多，智能车辆作为移动机器人的一个重要分支也得到越来越多的关注。 智能搬运小车可以安装不同的末端以完成各种不同形状和状态的工件搬运工作，可以广泛应用于机床上下料，冲压机自动化生产线，自动装配流水线，码垛搬运，集装箱等的自动搬运，大大减轻了人类繁重的体力劳动，具有广阔的市场前景。 1.2智能搬运小车的功能介绍： 智能搬运小车希望能够希望得到可以自动抓取货物，循迹行进，自动卸货物的功能。 2.总体方案及论证 2.1系统结构框图： 图1.系统结构框图 2.2具体设计： 整个系统包括单片机控制模块、电机驱动模块、光电传感器模块、机械手
模块、模拟电源模块、小车车体。将单片机控制模块，驱动模块固定在小车上端；光电电传感器安装在小车底部；将机械手安装在小车上部的前端；车架结构选择铝板。 2.2.1系统机械部分 采用铝板安装设计图纸自行加工。即根据图纸首先用剪床剪得合适大小的铝板，再用钳工和折床将铝板做成合适的形状，再用钻床钻孔，用车床加工轴，用铣床加工轴套，最后安装即可得到所需的机械部分。 图2.小车底盘 图3.轴承座
智能小车控制系统设计
智能小车控制系统设计 ——ARM控制模块设计 EasyARM615是一款基于32位ARM处理器，集学习和研发于一体的入门级开发套件，该套件采用Luminary Micro(流明诺瑞)公司生产的Stellaris系列微控制器LM3S615。本系统设计是以EasyARM615开发板为核心，通过灰度传感器检测路面上的黑线，运用PWM直流电机调速技术，完成对小车运动轨迹等一系列的控制。同时利用外扩的液晶显示器显示出各个参数。以达到一个简易的智能小车。 本文叙述了系统的设计原理及方法，讨论了ISR集成开发环境的使用，系统调试过程中出现的问题及解决方法。 据观察，普通的玩具小车一般需要在外加条件下才能按照自己的的设想轨迹去行驶，而目前可借助嵌入式技术让小车无需外加条件便可完成智能化。在小车行驶之前所需作的准备工作是在地面上布好黑线轨迹，设计好的小车便可按此黑线行驶，即为智能小车。其设计流程如下： 1、电机模块 采用由达林顿管组成的H型PWM电路。PWM电路由四个大功率晶体管组成，H桥电路构成，四个晶体管分为两组，交替导通和截止，用单片机控制达林顿管使之工作在开关状态，根据调整输入控制脉冲的占空比，精确调整电机转速。这种电路由于管子工作只在饱和和截止状态下，效率非常没。H型电路使实现转速和方向的控制简单化，且电子开关的速度很快，稳定性也极强，是一种广泛采用的PWM调整技术。 具体电路如下图所示。本电路采用的是基于PWM原理的H型驱动电路。该电路采用TIP132大功率达林顿管，以保证电动机启动瞬间的8安培电流要求。
2、传感器模块 灰度测量模块，是一种能够区分出不同颜色的的电子部件。灰度测量模块是专为机器人设计的灰度传感器。例如：沿着黑色轨迹线行走，不偏离黑色轨迹线；沿着桌面边沿行走，不掉到地上，等等。足球比赛时，识别场地中灰度不同的地面，以便于进行定位。不同的物体对红外线的反射率不同，黑色最低，白色最高；它通过发射红外线并测量红外线被反射的强度来输出反映物体颜色的电压信号，有效距离3-30毫米。 其技术规格如下： 已知灰度传感器的输出电压为0-3.3V，所以可通过ARM615开发板上的ADC 模块转换成数字信号，最后通过不断测试得出黑线与白线的大概参数值，完成对小车传感器部分的设计。 在本次设计中选择二个灰度传感器，其实现效果与布局如下所示。
开题报告(智能小车)
CHAHGZH0U 開TfRIE OF ENGINEERWG TECHNOLOGY 毕业设计（论文）开题报告 现状： 智能小车发展很快，从智能玩具到其它各行业都有实质成果。其基本可实 现循迹、避障、检测贴片寻光入库、避崖等基本功能，这几届的电子设计大赛 智能小车又在向声控系统发展。比较出名的飞思卡尔智能小车更是走在前列。 我此次的设计主要实现循迹避障这两个功能。 智能车辆也叫无人车辆，是一个集环境感知、规划决策和多等级辅助驾驶 等功能于一体的综合系统。它具有道路障碍自动识别、自动报警、自动制动、 自动保持安全距离、车速和巡航控制等功能。智能车辆的主要特点是在复杂的 道路情况下，能自动的操纵和驾驶车辆绕开障碍物并沿着预订的道路进行。智 能小车主要运用领域包括军事侦察与环境检测、探测危险与排除险情、安全检 测受损评估、智能家居。 发展趋势： 智能循迹小车可广泛应用于军事侦察、勘探、矿产开采等不便于人员实地 堪察 的环境。稍加改造，可应用于军事反恐、警察维和等领域，从而达到最大 限度的避免人员伤亡，保存战斗实力的目的。因此，具有重要的军事和经济意 义。 随着汽车工业的，其与电子信息产业的融合速度也显着提高，汽车开始向 电子化、多媒体化和智能化方向发展，使其不仅作为一种代步工具、同时能具 有交通、娱乐、办公和通讯等多种功能。智能小车是一个集环境感知、规划决 策，自动行驶等功能与异地的综合系统，它集中的运用了计算机、传感、信息、 通信、导航及自动控制等技术，是典型的高新技术综合体。 、基本信息 学生姓名 倪小玉 班级 电子0911 学号 2009238108 系名称 自动化技术系 专业 应用电子 毕业设计（论文）题目 智能循迹小车的设计 指导教师 李玮 二、开题意义 课题 的现状与 发展趋势
智能搬运小车
智能搬运小车 摘要： 设计一个轮式小型机器人，在比赛场地里移动，将不同颜色、形状或者材质的物体分类搬运到不同的对应位置。比赛的记分根据机器人将物体放置的位置精度和完成时间来决定分值的高低。它模拟了工业自动化过程中自动化物流系统实际工作过程。 关键词：单片机，PWM，光电传感器，运货小车 1.引言 1.1智能搬运小车研究的背景和目的： 运货是各个行业不可或缺的过程，人工运货随着经济的快速发展，不能完全满足市场的需求。世界上许多国家都在积极进行智能车辆的研究和开发设计。移动机器人是机器人学中的一个重要分支，出现于20世纪60年代。当时斯坦福研究院的Nils Nilssen和charles Rosen等人，在1966年至1972年中研制出了取名shakey的自主式移动机器人，目的是将人工智能技术应用在复杂环境下，完成机器人系统的自主推理、规划和控制。从此，移动机器人从无到有，数量不断增多，智能车辆作为移动机器人的一个重要分支也得到越来越多的关注。 智能搬运小车可以安装不同的末端以完成各种不同形状和状态的工件搬运工作，可以广泛应用于机床上下料，冲压机自动化生产线，自动装配流水线，码垛搬运，集装箱等的自动搬运，大大减轻了人类繁重的体力劳动，具有广阔的市场前景。 1.2智能搬运小车的功能介绍： 智能搬运小车希望能够希望得到可以自动抓取货物，循迹行进，自动卸货物的功能。 2.总体方案及论证 2.1系统结构框图：
图1.系统结构框图 2.2具体设计： 整个系统包括单片机控制模块、电机驱动模块、光电传感器模块、机械手模块、模拟电源模块、小车车体。将单片机控制模块，驱动模块固定在小车上端；光电电传感器安装在小车底部；将机械手安装在小车上部的前端. 2.2.1系统布局部分
智能小车控制系统开题
毕业设计（论文）开题报告 题目智能小车控制系统研究 系部车辆工程系 专业 学生姓名学号 指导教师职称讲师 毕设地点 2016年1 月16 日
1.结合毕业设计（论文）课题任务情况，根据所查阅的文献资料，撰写1500～2000字左右的文献 综述： 一丶选题背景 智能汽车的概念在上世纪80 年代初由美国提出，随着智能控制算法的不断发展，以及硬件设备的快速更新，对智能车的发展起到了巨大的促进作用。同时交通问题也逐渐成为世界各个国家都要面临的重要问题，这也加快了新技术、新方法的应用。在这样的背景下智能车的研究逐渐成为新的热点。 当前世界公路的总里程每年都在高速增长，同时汽车的总量也在成倍增加，其中我国的增量更是非常明显，随着汽车的越来越多，出现交通事故的概率也在不断提高。世界各国为了解决这方面的问题提出了很多的想法，而智能车是众多想法中最可行的一种解决当前问题的方法。许多国家在无人驾驶汽车和智能交通系统的研究上都取得了不错的成果，有些研究结构已经研制成功了智能车的原型，并进行相关试验。最近10 年在传统汽车中半导体和电子技术应用的越来越多。汽车产业已经进入到了电子时代，智能汽车将是未来的发展趋势。根据相关部门的统计数据，2012 年之后生产的汽车，汽车上电子装置系统占整个汽车总成本超过30%，甚至在一些配置较高的汽车上，比重超过50%。 随着改革开放的不断深入，我国经济在过去的一段时间迅速崛起，人民的生活水平和幸福指数每年都在提高，拥有一辆汽车也不在是一个的梦想，而是变成了一个很多家庭都能消费的起的代步工具，当前我国的汽车数量，每年以两位数增长，然而我国的公共配套却相对落后，这就造成了我国严重的交通问题，道路拥挤十分严重，出现了开车不如骑车快的现象。 因此发展智能车和智能交通系统，是解决现有问题的一种有效的方法，通过不断的研究会在交通拥堵、减少事故方面起到十分显著的作用。未来通过无人驾驶技术，实现汽车的自动行驶，对于我国汽车、控制、电子等领域在新时期提高国际竞争力和自主创新能力有着重要的作用。 智能汽车控制系统的研究是一项复杂的系统工程，其中包含了机械、电子、自动循迹、自适应控制、机器人技术、传感器技术等多学科相互交融的一项研究。智能车通过多个传感器模块的协同工作，经过控制单元进行决策实现汽车的自动行驶、最优化路径等功能。 同时无人驾驶智能车在货运、农业生产、军事等领域具有很好的应用前景。 综上所述，发展智能汽车控制技术能够提高我国在微电子技术、人工智能、电机控制等新技术领域的技术水平。同时随着智能汽车的不断发展也能够有效的改善现有的交
智能循迹小车 设计报告
智能循迹小车设计 专业：自动化 班级： 0804班 姓名： 指导老师： 2010年8月——2010年10月 摘要：
本课题是基于AT89C52单片机的智能小车的设计与实现，小车完成的主要功能是能够自主识别黑色引导线并根据黑线走向实现快速稳定的寻线行驶。小车系统以 AT89S52 单片机为系统控制处理器；采用红外传感获取赛道的信息，来对小车的方向和速度进行控制。此外，对整个控制软件进行设计和程序的编制以及程序的调试，并最终完成软件和硬件的融合，实现小车的预期功能。 引言
当今世界，传感器技术和自动控制技术正在飞速发展，机械、电气和电子信息已经不再明显分家，自动控制在工业领域中的地位已经越来越重要，“智能”这个词也已经成为了热门词汇。现在国外的自动控制和传感器技术已经达到了很高的水平，特别是日本，比如日本本田制作的机器人，其仿人双足行走已经做得十分逼真，而且具有一定的学习能力，还据说其智商已达到6岁儿童的水平。 作为机械行业的代表产品—汽车，其与电子信息产业的融合速度也显著提高，呈现出两个明显的特点：一是电子装置占汽车整车（特别是轿车）的价值量比例逐步提高，汽车将由以机械产品为主向高级的机电一体化方向发展，汽车电子产业也很有可能成为依托整车制造业和用车提升配置而快速成为新的增长点；二是汽车开始向电子化、多媒体化和智能化方向发展，使其不仅作为一种代步工具、同时能具有交通、娱乐、办公和通讯等多种功能。 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（ABU ROBCON）、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，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。 此项设计是在以杨老师提供的小车为基础上，采用AT89C52单片机作为控制核心，实现能够自主识别黑色引导线并根据黑线走向实现快速稳定的寻线行驶。
智能小车系统项目设计方案
智能小车系统项目设 计方案 第一章引言 1.1 智能车研究背景 1.1.1发展历史 智能小车系统是迷你版的智能汽车，二者在信息提取，信息处理，控制策略及系统搭建上有很多相似之处，可以说智能小车系统将为智能汽车提供很好的试验和技术平台，从而推动智能汽车的发展。 智能汽车是未来汽车的发展方向，将在减少交通事故、发展自动化技术、提高舒适性等许多方面发挥很重要的作用；同时智能汽车是一个集通信技术，计算机技术，自动控制，信息融合技术，传感器技术等于一身的行业，它的发展势必促进其他行业的发展，在一定程度上代表一个国家在自动化智能方面的水平[1]。汽车在走过的100多年的历史中，从没停止过智能化的步伐，进入20世纪90年代以来，随着汽车市场竞争激烈程度的日益加剧和智能运输系统（ITS）的兴起，国际上对于智能汽车及其相关技术的研究成为热门，一大批有实力有远见的大公司、大学和研究机构开展了这方面的研究。很多美国、日本和欧洲等国家都十分重视并积极发展智能车系统，并进行了相关实验，取得了很多成就。我国的相关研究也已经开展，清华大学成立了国最早的研究智能汽车和智能交通的汽车研究所，在汽车导航、主动避撞、车载微机等方面进行了广泛而深入的研究，2000年智能交通系统进入实质性实施阶段，国防科大研制出第四代无人驾驶汽车，西北工业大学、交通大学、大学等也展开了相关研究。这一新兴学科正在吸引越来越多的研究机构和学者投入其中。
1.1.2 智能车的应用前景 智能车系统有着极为广泛的应用前景。结合传感器技术和自动驾驶技术可以实现汽车的自适应巡航并把车开得又快又稳、安全可靠；汽车夜间行驶时，如果装上红外摄像头，就能实现夜晚汽车的安全辅助驾驶；此外，智能车系统还可以工作在仓库、码头、工厂或危险、有毒、有害的工作环境里，并能担当起无人值守的巡逻监视、物料的运输、消防灭火等任务。在普通家庭轿车消费中，智能车的研发也是很有价值的，比如雾天能见度差，人工驾驶经常发生碰撞，如果用上这种设备，激光雷达会自动探测前方的障碍物，电脑会控制车辆自动停下来，撞车就不会发生了。 1.2智能汽车大赛介绍 公司开发嵌入式解决方案的历史可追溯到50多年前，现在，已发展成为在20多个国家设有业务机构，拥有 20,000多名员工的实力强大的独立企业。 公司专门为汽车、消费电子、工业品、网络和无线应用提供“大脑”。他们无比丰富的电源管理解决方案、微处理器、微控制器、传感器、射频半导体、模块与混合信号电路及软件技术已嵌入在全球使用的各种产品中。并拥有雄厚的知识产权，其中包括6,200 多项专利。 为加强大学生实践、创新能力和团队精神的培养，促进高等教育教学改革，受教育部高等教育司委托(教高司函[2005]201号文，附件1)，由教育部高等自动化专业教学指导分委员会（以下简称自动化分教指委）主办全国大学生智能汽车竞赛。该竞赛以智能汽车为研究对象的创意性科技竞赛，是面向全国大学生的一种具有探索性工程实践活动，是教育部倡导的大学生科技竞赛之一。该竞赛以“立足培养，重在参与，鼓励探索，追求卓越”为指导思想，旨在促进高等学校素质教育，培养大学生的综合知识运用能力、基本工程实践能力和创新意识，激发大学生从事科学研究与探索的兴趣和潜能，倡导理论联系实际、求真务实的学风和团队协作的人文精神，为优秀人才的脱颖而出创造条件。 该竞赛由竞赛秘书处为各参赛队提供/购置规定围的标准硬软件技术平台，竞赛过程包括理论设计、实际制作、整车调试、现场比赛等环节，要求学生组成团队，协同工作，初步体会一个工程性的研究开发项目从设计到实现的全过程。该竞赛融科学性、趣味性和观赏性为一体，是以迅猛发展、前景广阔的汽
智能搬运小车实验报告
智能搬运小车 摘要：本设计以实现电动车搬运铁片的智能化为目的，利用单片机MSP430G2553作为小车的控制核心；采用PWM驱动芯片控制电机动作；车身前后布置了多个红外反射式光电传感器用于对黑色边界线的检测，辅助小车定位，同时利用红外进行避障；此外还安装了舵机摆杆，接近开关检测铁片、红外反射式光电传感器和电磁铁组成的模块实现了对铁片的检测、颜色识别和搬运功能。加之独特的软件算法，实现了对小车行进路线及铁片搬运的精确控制。另外，设计中我们设计了电池低电量报警模块，整个系统功能全面，能完成题目的各项指标。 关键词：智能小车、搬运铁片、金属检测、电磁铁
目录 一、方案论证与选择 (3) 1.试题分析 (3) 2.车体的选择 (3) 3.电机的选择 (3) 4.摆杆电机的选择 (3) 5.电机驱动方式的选择 (3) 6.地面黑线检测和铁片颜色检测模块 (4) 7. 搬运工具选择 (4) 8.寻找铁片和避障方案 (4) 二、系统具体设计与实现 (5) 三、各单元电路的设计 (5) 1.电机驱动模块 (5) 2.红外模块 (6) 3.金属检测模块 (6) 4.电磁铁模块 (7) 5.声光报警模块 (7) 四、系统软件设计分析 (7) 五、系统测试 (8) 1.测试方法 (8) 2.测试结果与分析 (8) 六、总结分析 (8) 七、参考文献 (8)
一、方案论证与选择 1.试题分析 本题要求利用多种传感器协调配合，设计一辆具有一定适应能力的自动智能搬运小车。小车能在有一定范围内的场地探测到金属并根据金属片的颜色，在规定的时间内，能成功避开障碍物将其搬运到不同的货物储存区。根据题目要求，设计应有电机驱动，控制模块，场地黑边线检测模块，避障模块，金属探测与颜色识别模块，电源模块，电磁铁模块，电源模块，显示模块，声光提示模块及单片机控制模块。由于本设计属于移动性高精度实时控制系统，因此模块必须具有高精度，稳定性强，多种传感器综合控制，智能控制等诸多性能要求。 2.车体的选择 方案一：用玩具小车，选用其车体的主体结构再加以改造，在玩具商店很容易买到。但其驱动能力较差并且其转弯效果均不理想。 方案二：自制简易小车，车体的大小与外型完全由我们决定且驱动电机选择型号可以选择，但在短时间内装配一简易小车很有难度。 3.电机的选择 方案一：采用直流电机。其中直流电机使用方便，价格便宜，但运动精度较低，难以实现精确的位置控制。如用直流电机调整输液瓶的高度，将难以控 制其精确位置，系统稳定性较差，较难达到题目的要求。 方案二：采用步进电机。步进电机是一种将电脉冲转化为角位移的执行机构。当步进驱动器接收到一个脉冲信号，它就驱动步进电机按设定的方向转动 一个固定的角度（及步进角）。可以通过控制脉冲个数来控制角位移量， 从而达到准确定位的目的；同时也可以通过控制脉冲频率来控制电机转 动的速度和加速度，从而达到调速的目的。 我们小组最后选用步进电机，自制三轮车，前轮用两个步进电机，后轮用万向轮，转弯灵活。 4.摆杆电机的选择 方案一：采用步进电机。步进电机是一种将电脉冲转化为角位移的执行机构。当步进驱动器接收到一个脉冲信号，它就驱动步进电机按设定的方向转动 一个固定的角度（及步进角）。可以通过控制脉冲个数来控制角位移量， 从而达到准确定位的目的；同时也可以通过控制脉冲频率来控制电机转 动的速度和加速度，从而达到调速的目的。 方案二：采用舵机。控制电路板接受来自信号线的控制信号，控制电机转动，电机带动一系列齿轮组，减速后传动至输出舵盘。舵机的输出轴和位置反 馈电位计是相连的，舵盘转动的同时，带动位置反馈电位计，电位计将 输出一个电压信号到控制电路板，进行反馈，然后控制电路板根据所在 位置决定电机的转动方向和速度，从而达到目标停止。体积紧凑，便于 安装；输出力矩大，稳定性好；控制简单，便于和数字系统接口。 舵机体积小，安装轻便，控制简单，所以我们采用舵机来控制摆杆。 5.电机驱动方式的选择