智能避障小车

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《2024年智能小车避障系统的设计与实现》范文

《2024年智能小车避障系统的设计与实现》范文

《智能小车避障系统的设计与实现》篇一一、引言随着科技的发展,智能小车已成为现代社会的重要组成部分。

在许多领域,如工业生产、救援和科研中,智能小车都能发挥出极大的作用。

智能小车的一个核心功能是其避障系统,它可以保障小车在运行过程中的安全性,同时也决定着小车的灵活性和适用性。

本文将介绍一个智能小车避障系统的设计与实现过程。

二、系统设计1. 硬件设计智能小车的硬件部分主要包括小车底盘、电机驱动、传感器等。

其中,传感器部分是避障系统的关键。

我们选择了超声波传感器作为主要的避障传感器,其优点是测量距离准确,且价格适中。

此外,我们还设置了红外线传感器作为辅助,以增加系统的适应性和稳定性。

2. 软件设计软件部分主要涉及传感器的数据处理、小车的运动控制等。

我们采用了模块化的设计思路,将系统分为传感器数据获取模块、数据处理模块、运动控制模块等几个部分。

其中,传感器数据获取模块负责获取传感器的数据,数据处理模块负责处理这些数据并做出判断,运动控制模块则负责根据判断结果控制小车的运动。

三、避障算法的实现避障算法是避障系统的核心。

我们采用了基于超声波传感器和红外线传感器的融合算法。

具体来说,首先通过超声波传感器获取小车与障碍物的距离信息,然后通过红外线传感器获取前方的物体信息。

接着,数据处理模块将两个传感器的数据融合处理,判断出是否存在障碍物以及障碍物的位置。

最后,运动控制模块根据判断结果控制小车的转向和速度。

在算法实现中,我们采用了模糊控制理论。

模糊控制可以处理不确定性的问题,使得我们的避障系统可以应对各种复杂的场景。

同时,我们还采用了PID控制算法来控制小车的速度和转向,以保证小车的稳定性和精度。

四、系统实现与测试我们首先在仿真环境中对避障系统进行了测试。

通过调整算法参数,我们使得小车在仿真环境中能够准确地识别出障碍物并做出相应的反应。

然后,我们在实际环境中对系统进行了测试。

在多种场景下,如光线变化、障碍物形状变化等,我们的智能小车都能稳定地运行,并成功避开障碍物。

基于STM32的智能循迹避障小车

基于STM32的智能循迹避障小车

基于STM32的智能循迹避障小车1. 引言1.1 研究背景智能循迹避障小车是一种集成了智能控制算法和传感器技术的智能移动设备,能够自主地在复杂环境中进行循迹和避障操作。

随着人工智能和自动化技术的不断发展,智能循迹避障小车在工业生产、智能物流、军事侦察等领域有着广泛的应用前景。

研究智能循迹避障小车的背景在于,传统的遥控小车在面对复杂的环境时往往需要人工操作,存在操作难度大、效率低等问题。

而基于STM32的智能循迹避障小车则能够通过搭载多种传感器,如红外传感器、超声波传感器等,实现对周围环境的感知和智能决策,从而实现自主的运动控制,提高了小车在复杂环境中的适应能力和工作效率。

通过对基于STM32的智能循迹避障小车进行深入研究,可以推动智能移动设备技术的发展,提高智能设备在现实场景中的应用水平,具有重要的科研和应用价值。

本文将围绕硬件设计、智能循迹算法、避障算法等方面展开研究,旨在探讨如何实现智能循迹避障小车在复杂环境中的稳定、高效运行。

1.2 研究目的研究目的是为了设计一款基于STM32的智能循迹避障小车,通过引入先进的传感器技术和算法,实现小车在复杂环境下的自主导航和避障功能。

通过此项目,旨在提高智能车辆的运动控制性能和环境感知能力,促进智能驾驶技术的发展和应用。

通过对循迹和避障算法的研究与优化,进一步提升小车的自主性和可靠性,为智能车辆在工业、服务和军事领域的应用奠定技术基础。

对智能循迹避障小车性能的评估和优化,有助于了解其在实际应用中的表现和潜力,为未来智能交通系统的建设提供参考和支持。

通过本研究,旨在探索智能车辆技术的发展趋势,推动智能交通的普及和发展。

1.3 研究意义智能循迹避障小车是近年来智能机器人领域内的一项研究热点,其具有广泛的应用前景和重要的意义。

智能循迹避障小车可以在无人驾驶领域发挥重要作用,帮助人们在特定环境下实现自主导航和避障功能,提高行车安全性和效率。

智能循迹避障小车的研究不仅可以促进传感器技术、控制算法和嵌入式系统的发展,还可以推动人工智能与机器人技术的融合,促进人机交互的发展。

基于STM32的智能循迹避障小车

基于STM32的智能循迹避障小车

基于STM32的智能循迹避障小车智能循迹避障小车是一种基于STM32微控制器的智能车辆,它可以根据预设的路径自动行驶并能够避开障碍物。

这种小车具有很高的自主性和智能性,非常适合用于教学、科研和娱乐等领域。

本文将介绍基于STM32的智能循迹避障小车的设计原理、硬件结构、软件开发以及应用场景。

一、设计原理智能循迹避障小车的设计原理主要包括传感器感知、决策控制和执行动作三个部分。

通过传感器感知车辆周围环境的变化,小车可以及时做出决策并执行相应的动作,从而实现自动行驶和避障功能。

在基于STM32的智能小车中,常用的传感器包括红外避障传感器、光电传感器和编码器等。

红外避障传感器可以检测到障碍物的距离和方向,从而帮助小车避开障碍物。

光电传感器可以用于循迹,帮助小车按照预定的路径行驶。

编码器可以用于测量小车的速度和位置,实现精确的定位和控制。

通过这些传感器的数据采集和处理,小车可以实现智能化的行驶和避障功能。

二、硬件结构基于STM32的智能循迹避障小车的硬件结构包括主控制板、传感器模块、执行器模块和电源模块。

主控制板采用STM32微控制器,负责控制整个车辆的运行和决策。

传感器模块包括红外避障传感器、光电传感器和编码器等,用于感知周围环境的变化。

执行器模块包括电机和舵机,用于控制车辆的速度和方向。

电源模块提供电能,为整个车辆的运行提供动力支持。

三、软件开发基于STM32的智能循迹避障小车的软件开发主要包括嵌入式系统的编程和算法的设计。

嵌入式系统的编程主要使用C语言进行开发,通过STM32的开发环境进行编译和调试。

算法的设计主要包括避障算法和循迹算法。

避障算法通过传感器的数据处理,判断障碍物的位置和距离,并做出相应的避开动作。

循迹算法通过光电传感器的数据处理,使小车能够按照预设的路径行驶。

四、应用场景基于STM32的智能循迹避障小车可以广泛应用于教学、科研和娱乐等领域。

在教学领域,可以用于智能机器人课程的教学实验,帮助学生掌握嵌入式系统的开发和智能控制的原理。

智能循迹避障小车设计说明

智能循迹避障小车设计说明

智能循迹避障小车设计说明智能循迹避障小车是一种基于微控制器控制的智能小车,它能够根据预设程序进行自主行驶、循迹和避障。

下面是对智能循迹避障小车的设计说明:1.硬件设计智能循迹避障小车的硬件设计包括以下组成部分:1.1 微控制器:使用单片机实现小车的控制和决策,采用常见的单片机有STC、ATmega、STM32等。

1.2 传感器:使用光电传感器进行循迹,超声波传感器进行避障。

在循迹方面,一般采用两个光电传感器,安装在小车底部,分别检测黑线和白色地面;在避障方面,一般采用超声波传感器,安装在小车前方,检测前方物体距离。

1.3 驱动电机:小车驱动电机一般采用直流减速电机,通过H桥驱动电路实现正反转控制。

1.4 电源:小车电源采用锂电池或干电池供电。

1.5 其他:小车还需要一些辅助元件,如LED指示灯、蜂鸣器等。

2.软件设计智能循迹避障小车的软件设计包括以下几个方面:2.1 循迹算法:根据光电传感器检测到的黑线和白色地面的信号,判断小车当前位置,控制小车朝着黑线方向运动。

2.2 避障算法:根据超声波传感器检测到的前方距离信息,判断小车前方是否有障碍物,避免碰撞。

2.3 控制逻辑:根据传感器数据计算得出的小车状态,进行控制决策。

比如,避障优先还是循迹优先,小车如何避障等。

2.4 通信协议:如果需要远程控制或传输数据,需要设计相应的通信协议。

3.功能实现基于硬件和软件设计,实现智能循迹避障小车以下功能:3.1 循迹:小车能够自主行驶,按照预设的循迹算法进行路径规划和执行。

3.2 避障:小车能够根据预设的避障算法,自主避开前方障碍物,避免碰撞。

3.3 情境感知:小车能够通过传感器感知环境,根据感知到的信息做出相应的控制决策。

3.4 远程控制:如果需要,可以通过通信模块实现小车的远程控制和数据传输。

基于AT89C52的智能避障小车设计

基于AT89C52的智能避障小车设计

基于AT89C52的智能避障小车设计摘要:智能避障小车是一种基于单片机控制的智能机器人,能够通过传感器感知周围环境,自主避开障碍物并实现自动导航。

本文基于AT89C52单片机,设计了一款简单的智能避障小车,通过详细的硬件设计和软件编程实现了小车的智能避障功能。

实验结果表明,该智能避障小车具有良好的稳定性和灵活性,能够有效地避开障碍物并沿着指定的路线自主行驶。

关键词:AT89C52;智能避障小车;单片机控制;传感器;自动导航二、AT89C52单片机简介AT89C52是一款8位微控制器,由51系列单片机中的一员,采用CMOS工艺制造,具有较高的性能和稳定性。

AT89C52具有4KB的闪存程序存储器、128字节RAM和32个I/O端口,适用于各种嵌入式控制应用。

由于其性能优异且价格低廉,AT89C52在嵌入式系统和智能控制领域得到了广泛应用。

三、智能避障小车硬件设计1. 主控制电路本设计采用AT89C52单片机作为主控制芯片,通过I/O口控制小车的电机驱动和传感器信号的采集。

AT89C52的复位电路、时钟电路和编程电路按照规范连接,保证单片机正常工作。

2. 电机驱动电路小车采用直流电机作为驱动装置,为了实现正转、反转和制动等功能,需要设计一个电机驱动电路。

电机驱动电路采用L298N驱动芯片,能够提供足够的电流和电压给电机,并且通过控制L298N芯片的使能端和控制端,可以实现对电机的控制。

3. 传感器模块为了实现避障功能,小车需要安装多个传感器用于感知周围环境。

本设计采用红外避障传感器模块,能够通过红外线感知前方障碍物的距离,从而实现避障功能。

传感器模块通过模拟信号输出障碍物距离,通过AT89C52的模拟输入端口采集传感器信号。

4. 电源管理电路小车采用锂电池作为电源,并且需要设计一个电源管理电路,用于对电池进行充电和放电管理。

电源管理电路采用锂电池充放电管理芯片,能够对锂电池进行充电保护和放电保护,保证小车电源的安全和稳定。

智能避障小车毕业论文

智能避障小车毕业论文

智能避障小车毕业论文智能避障小车毕业论文引言:随着科技的不断进步,智能机器人在各个领域的应用越来越广泛。

智能避障小车作为机器人领域的重要研究方向之一,具有广阔的发展前景。

本篇论文将围绕智能避障小车展开讨论,并探讨其在未来的应用前景。

1. 智能避障小车的背景和意义智能避障小车是一种能够通过传感器感知周围环境并避免障碍物的机器人。

它的研究和应用对于提高自动化程度、减少人力资源浪费具有重要意义。

智能避障小车可以应用于工业生产线、仓储物流、军事侦察等领域,为人们的生产和生活带来巨大的便利。

2. 智能避障小车的技术原理智能避障小车主要依靠传感器和控制系统实现。

传感器可以通过激光、红外线、超声波等方式感知周围环境,将感知到的数据传输给控制系统。

控制系统根据传感器的数据分析判断,控制小车的运动方向和速度,以避开障碍物。

其中,路径规划、障碍物检测和避障算法是智能避障小车的核心技术。

3. 智能避障小车的关键技术挑战智能避障小车的研究面临着一些技术挑战。

首先,传感器的准确性和稳定性对于小车的运行至关重要,需要解决传感器误差和干扰问题。

其次,路径规划算法需要考虑到环境的复杂性和实时性,以确保小车能够快速、准确地避开障碍物。

此外,障碍物检测算法的高效性和鲁棒性也是需要解决的难题。

4. 智能避障小车的应用前景智能避障小车在工业生产、物流仓储、军事侦察等领域具有广泛的应用前景。

在工业生产中,智能避障小车可以替代人工搬运,提高生产效率和安全性。

在物流仓储领域,智能避障小车可以实现自动化仓储和物流运输,减少人力资源浪费。

在军事侦察中,智能避障小车可以代替士兵进行侦察任务,提高作战效果和保障士兵的安全。

结论:智能避障小车作为机器人领域的重要研究方向,具有广阔的发展前景。

通过不断改进传感器技术、控制系统和算法,智能避障小车将在各个领域发挥重要作用,为人们的生产和生活带来更多的便利。

未来,我们可以期待智能避障小车的更加智能化、高效化和多功能化的发展。

智能循迹避障小车简版

智能循迹避障小车简版

智能循迹避障小车智能循迹避障小车---1. 引言智能循迹避障小车是一种能够根据环境中的信息自主移动的车辆,通过具备循迹和避障的能力,能够在不需要人工干预的情况下自主导航。

这种小车通常使用各种传感器来感知周围环境,使用算法来处理感知数据,并根据处理结果做出移动决策。

本文将介绍智能循迹避障小车的原理、设计和应用。

2. 原理智能循迹避障小车的原理主要包括感知、决策和执行三个部分。

2.1 感知感知是指小车通过各种传感器感知周围环境的过程。

常用的传感器包括红外线传感器、超声波传感器和摄像头等。

红外线传感器可以用来检测前方是否有障碍物,超声波传感器可以用来测量障碍物的距离,摄像头可以用来获取场景图像。

通过这些传感器,小车可以获得关于障碍物位置、距离和形状等信息。

2.2 决策决策是指小车根据感知到的环境信息做出移动决策的过程。

在决策过程中,通常会使用机器学习算法进行数据分析和模式识别,以便更准确地判断障碍物的位置和形状,并制定相应的移动策略。

例如,如果感知到前方有障碍物,小车可以选择绕过障碍物或者停下来等待。

2.3 执行执行是指小车根据决策结果执行相应的移动动作的过程。

根据决策结果,小车可以通过调整轮速或者改变行驶方向的方式来避开障碍物。

利用电机和轮子的组合,小车可以实现前进、后退、转向等多种运动。

3. 设计智能循迹避障小车的设计包括硬件设计和软件设计两个方面。

3.1 硬件设计硬件设计主要包括选取合适的传感器和执行器,并搭建相应的电子电路。

可以选择使用Arduino等单片机作为控制中心,连接红外线传感器、超声波传感器、摄像头以及电机和轮子等组件。

通过编程控制各个组件之间的通信和协作,实现小车的感知、决策和执行功能。

3.2 软件设计软件设计主要包括对传感器数据的处理和决策算法的实现。

可以使用C/C++等编程语言编写程序,通过读取传感器数据、分析数据并做出相应的决策。

常用的算法包括机器学习、图像处理和路径规划等。

智能循迹避障小车设计

智能循迹避障小车设计

智能循迹避障小车设计智能循迹避障小车的核心功能在于能够沿着特定的轨迹行驶,同时能够避开行驶过程中遇到的障碍物。

要实现这两个功能,需要在硬件和软件两个方面进行精心设计。

在硬件方面,首先是小车的车体结构。

通常选用坚固且轻便的材料,以保证小车的稳定性和灵活性。

车轮的选择也很重要,需要具备良好的抓地力和转动性能。

传感器是实现智能循迹避障功能的关键部件。

对于循迹功能,常用的是光电传感器或摄像头。

光电传感器通过检测地面上的反射光来判断轨迹,而摄像头则可以通过图像识别技术获取更精确的轨迹信息。

在避障方面,超声波传感器或红外传感器是常见的选择。

超声波传感器通过发射超声波并接收反射波来测量与障碍物的距离,红外传感器则通过检测障碍物反射的红外线来实现避障功能。

控制模块是小车的大脑,负责处理传感器采集到的数据,并控制电机的运转。

常用的控制芯片有单片机,如 Arduino 或 STM32 等。

电机驱动模块则用于将控制模块输出的信号转换为电机所需的驱动电流,以实现小车的前进、后退、转弯等动作。

电源模块为整个小车系统提供稳定的电力供应。

一般选择可充电的锂电池,其具有较高的能量密度和较长的续航能力。

在软件方面,编写高效可靠的程序是实现智能循迹避障功能的关键。

首先是传感器数据的采集和处理程序。

对于光电传感器或摄像头采集到的轨迹信息,需要进行滤波、放大等处理,以提高数据的准确性和可靠性。

对于超声波传感器或红外传感器采集到的避障数据,需要进行距离计算和障碍物判断。

控制算法是软件的核心部分。

对于循迹功能,常用的算法有 PID 控制算法。

通过不断调整电机的转速和转向,使小车能够准确地沿着轨迹行驶。

对于避障功能,通常采用基于距离的控制策略。

当检测到障碍物距离较近时,及时控制小车转向或停止,以避免碰撞。

电机控制程序负责根据控制算法的输出结果,精确控制电机的运转。

这需要对电机的特性有深入的了解,以实现平稳、快速的运动控制。

为了提高小车的性能和稳定性,还需要进行系统的调试和优化。

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目录1. 绪论 (5)2. 方案设计与论证 (6)2.1 主控系统 (6)2.2寻迹模块 (7)2.3 避障模块 (8)2.4 机械系统 (10)2.5 电源模块 (10)3. 硬件设计 (12)3.1总体设计 (12)3.2驱动电路 (12)3.3 PWM控制技术分析 (13)3.4检测模块 (13)4. 软件设计 (15)4.1系统软件设计说明 (15)4.2程序框图 (15)结束语 (16)参考文献 (17)致谢 (18)附录程序清单 (19)摘要随着机器人技术的发展, 自主移动机器人以其活性和智能性等特点, 在人们的生产、生活中的应用来越广泛。

自主移动机器人通过各种传感器系统感知外界环境和自身状态, 在复杂的已知或者未知环境中自主移动并完成相应的任务。

而在多种探测手段中, 超声波传感器与光电寻迹系统由于具有成本低, 安装方便, 不容易受电磁、光线、被测对象颜色、烟雾等影响, 时间信息直观等特点, 对于被测物处于黑暗、有灰尘、烟雾、电磁干扰、有毒等恶劣的环境下有一定的适应能力, 因此在移动机器人领域有着广泛的应用。

关键词:智能小车;STC89C52单片机;超声波检测模块;光电寻迹AbstractWith the development of robotics, autonomous mobile robots play an important role in our manufacture and society for its characteristics: flexible and intelligent. Autonomous mobile robots sense the outside environment and their states with a variety of sensor systems’help. They walk in the complex and known or unknown environment to complete tasks. Moreover, among the methods of detection, ultrasonic wave sensors and photoelectric components are low cost, easy to installation, not susceptible to electromagnetic, light, objects’ color s and smoke, and easy to see time information. Therefore, they can be used in the darkness, dust, smoke, electromagnetic interference, toxic and other harsh environment. In other words, the components have a wide range of applications in the area of mobile robots. Keyword: Intelligent Car, STC89C52 Microcontroller, Ultrasonic Wave Component, Photoelectric Component1.绪论随着机器人技术的发展, 自主移动机器人以其活性和智能性等特点, 在人们的生产、生活中的应用来越广泛。

自主移动机器人通过各种传感器系统感知外界环境和自身状态, 在复杂的已知或者未知环境中自主移动并完成相应的任务。

而在多种探测手段中, 超声波传感器系统由于具有成本低, 安装方便, 易受电磁、光线、被测对象颜色、烟雾等影响, 时间信息直观等特点, 对于被测物处于黑暗、有灰尘、烟雾、电磁干扰、有毒等恶劣的环境下有一定的适应能力, 因此在移动机器人领域有着广泛的应用。

针对一种基于光电寻迹、超声波的避障小车,通过对整体方案、电路、算法、调试、车辆参数的介绍,详尽地阐述移动机器人通过传感器系统感知外界环境和自身状态, 在复杂的环境中自主移动并完成相应的任务。

超声波传感器以其独有的特征而被青睐。

本文利用两个超声波传感器对障碍物进行定位, 从而使机器人顺利到达结构化环境中的目标。

该智能小车系统涉及计算机控制技术、路径识别、传感技术、电子设计、程序设计、机械设计等多个学科,磨练了我们的知识融合和实践动手能力的培养。

该小车我们采用了在课堂上接触最多的STC89C52芯片。

80C52是一款八位单片机,它的易用性和多功能性受到了广大使用者的好评。

下面就简要的介绍一下单片机及其典型应用方式:“单片机”一词是Single-Chip Microcomputer较准确的译法,但最能准确反映单片机设计思想﹑并且具有技术眼光的词汇是Microcomputer(微处理器)。

之所以出现了Sigle-chip Microcomputer一词,实在是因为早期,甚至到MCS-51时期,单片机准确地体现了Sigle-chip Microcomputer的形态和内容。

然而发展到MCS-96,发展到新一代80C51﹑M68HC05﹑M68HC11系列单片机时,在单片机中着力扩展了各种控制功能。

如A/D﹑PWM﹑PCA计数器捕获/比较逻辑﹑高速I/O口﹑WDT等,已突破了Microcomputer的传统内容,朝Microcomputer的内涵发展。

因此,目前已到了该给单片机正名的时候了,国外已逐渐统一成Microcomputer。

本设计就采用了比较先进的80C51为控制核心,80C51采用CHOMS工艺,功耗很低。

该设计具有实际意义,可以应用于考古、医疗器械等许多方面。

2.方案设计与论证根据要求,确定如下方案:在现有电动车框架基础上,加装寻迹模块、超声波检测模块,实现对电动车的速度、位置、运行状况的实时测量,并将测量数据传送至单片机进行处理,然后由单片机根据所检测的各种数据实现对电动车的智能控制。

这种方案能实现对电动车的运动状态进行实时控制,控制灵活、可靠,精度高,可满足对系统的各项要求。

本人在此次设计中主要负责程序编写及应用部分,合作者王雨同学承担电路设计以及主要器件的功能分析与测试部分。

本系统的整体思路是:小车要完成的目标是顺利躲避多个障碍,并能返回到原轨道中,从而让小车顺利到达直线前方的目的地。

实验中的路线图如下,小车每经过一个障碍物,就会回归到原来与黑色线平行的轨迹中。

为了完成以上目标,程序必须实现以下功能:(1)一开始让小车沿着轨道走,直走即可;(2)快碰到障碍物时,进行循墙;(3)绕过障碍物后,车头会直接碰到黑线,左转90度,回到原行车方向。

2.1 主控系统根据设计要求,我认为此设计属于多输入量的复杂程序控制问题。

据此,拟定了以下两种方案并进行了综合的比较论证,具体如下:方案一:选用一片CPLD(如EPM7128LC84-15)作为系统的核心部件,实现控制与处理的功能。

CPLD具有速度快、编程容易、资源丰富、开发周期短等优点,可利用VHDL语言进行编写开发。

但CPLD在控制上较单片机有较大的劣势。

同时,CPLD 的处理速度非常快,而小车的行进速度不可能太高,那么对系统处理信息的要求也就不会太高,在这一点上,MCU就已经可以胜任了。

若采用该方案,必将在控制上遇到许许多多不必要增加的难题。

为此,我们不采用该种方案,进而提出了第二种设想。

方案二:采用单片机作为整个系统的核心,用其控制行进中的小车,以实现其既定的性能指标。

充分分析我们的系统,其关键在于实现小车的自动控制,而在这一点上,单片机就显现出来它的优势——控制简单、方便、快捷。

这样一来,单片机就可以充分发挥其资源丰富、有较为强大的控制功能及可位寻址操作功能、价格低廉等优点。

因此,这种方案是一种较为理想的方案。

针对本设计特点——多开关量输入的复杂程序控制系统,需要擅长处理多开关量的标准单片机,而不能用精简I/O口和程序存储器的小体积单片机,D/A、A/D功能也不必选用。

根据这些分析,我选定了P89C52RA单片机作为本设计的主控装置,51单片机具有功能强大的位操作指令,I/O口均可按位寻址,程序空间多达8K,对于本设计也绰绰有余,更可贵的是51单片机价格非常低廉。

在综合考虑了传感器、两部电机的驱动等诸多因素后,我们决定采用一片单片机,充分利用STC89C52单片机的资源。

下图是单片机最小系统的原理图。

单片机最小系统原理图2.2 电机驱动模块方案一: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.此方案的优点是电路较为简单,缺点是继电器的响应时间慢,易损坏,寿命较短,可靠性不高。

方案二:采用电阻网络或数字电位器调节电动机的分压,从而达到分压的目的。

但电阻网络只能实现有级调速,而数字电阻的元器件价格比较昂贵。

更主要的问题在于一般的电动机电阻很小,但电流很大,分压不仅回降低效率,而且实现很困难。

方案三:采用功率三极管作为功率放大器的输出控制直流电机。

线性型驱动的电路结构和原理简单,加速能力强,采用由达林顿管组成的 H型桥式电路。

用单片机控制达林顿管使之工作在占空比可调的开关状态下,精确调整电动机转速。

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型桥式电路保证了简单的实现转速和方向的控制,电子管的开关速度很快,稳定性也极强,是一种广泛采用的 PWM调速技术。

现市面上有很多此种芯片,我选用了L298N(这种调速方式有调速特性优良、调整平滑、调速范围广、过载能力大,能承受频繁的负载冲击,还可以实现频繁的无级快速启动、制动和反转等优点。

因此决定采用使用功率三极管作为功率放大器的输出控制直流电机。

下图是本设计所采用的L298N 驱动电路原理图:电机驱动原理图2.3 避障模块(1)传感器的比较识别障碍的首要问题是传感器的选择,下面对几种传感器的优缺点进行说明(见表3.1)。

探测障碍的最简单的方法是使用超声波传感器,它是利用向目标发射超声波脉冲,计算其往返时间来判定距离的。

该方法被广泛应用于移动机器人的研究上。

其优点是价格便宜,易于使用,且在10m以内能给出精确的测量。

不过在ITS系统中除了上文提出的场景限制外,还有以下问题。

首先因其只能在10m以内有效使用,所以并不适合ITS系统。

另外超声波传感器的工作原理基于声,即使可以使之测达100m远,但其更新频率为2Hz,而且还有可能在传输中受到它信号的干扰,所以在CW/ICC系统中使用是不实际的。

传感器性能比较传感器类型优点缺点超声波视觉激光雷达MMW雷达价格合理,夜间不受影响。

易于多目标测量和分类,分辨率好。

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