基于嵌入式STM32的飞思卡尔智能车设计
基于STM32智能小车避障系统的设计
基于STM32智能小车避障系统的设计一、本文概述随着科技的进步和智能化的发展，智能小车作为一种集成了机械、电子、计算机等多学科知识的移动机器人，逐渐进入人们的日常生活。
智能小车的应用场景广泛，包括智能家居、自动导航、工业巡检等。
然而，智能小车在复杂多变的环境中自主导航时，如何有效地避开障碍物成为了一个关键问题。
因此，本文旨在设计一种基于STM32微控制器的智能小车避障系统，以提高小车的自主导航能力和安全性。
本文将首先介绍智能小车避障系统的研究背景和意义，阐述避障系统在智能小车中的重要作用。
接着，将详细分析现有的避障技术及其优缺点，为后续的系统设计提供理论基础。
在此基础上，本文将提出一种基于STM32微控制器的避障系统设计方案，包括硬件设计和软件设计两部分。
硬件设计将介绍小车的硬件组成、传感器选择及电路连接等；软件设计则重点阐述避障算法的实现和程序编写。
通过本文的研究，期望能够设计出一套高效、稳定的智能小车避障系统，提高小车的自主导航能力和避障性能，为智能小车在实际应用中的推广提供有力支持。
本文的研究成果也可为相关领域的研究人员提供有价值的参考和借鉴。
二、系统总体设计基于STM32的智能小车避障系统设计的总体目标是构建一个能够自主导航、实时感知环境并有效避障的智能小车。
系统主要由STM32微控制器、超声波距离传感器、电机驱动模块、电源管理模块、无线通信模块以及相应的控制算法构成。
系统的硬件设计以STM32微控制器为核心，通过其强大的处理能力和丰富的外设接口实现对超声波距离传感器的数据采集、电机驱动模块的控制以及无线通信模块的数据传输。
超声波距离传感器用于实时测量小车与前方障碍物的距离，为避障决策提供数据支持。
电机驱动模块则负责根据控制算法的输出控制小车的运动状态，包括前进、后退、左转、右转等。
系统的软件设计主要包括控制算法的设计和编程实现。
控制算法的核心是避障策略，根据超声波距离传感器测得的距离数据，通过算法计算得出小车的运动方向和速度，从而实现避障功能。
基于STM32的智能小车设计与实现开题报告
基于STM32的智能小车设计与实现开题报告开题报告题目名称基于STM32的智能小车设计与实现题目来源题目类型导师姓名学生姓名班级学号专业1. 选题的背景和意义:随着工业一体话进程的不断加深，人们对智能领域的研究也越来越深入。
智能车在现实生活、生产中的应用十分广泛，它是集环境感知、规划决策、自动行驶等功能于一体的综合系统，是典型的高新技术综合体。
目前，在企业生产技术不断提高、对自动化技术要求不断加深的环境下，智能车辆以及在智能车辆基础上开发出来的产品已经成为自动化物流运输、柔性生产组织等系统的关键设备。
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。
2. 简述选题在该领域的国内外研究现状: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。
目前各国都非常重视智能小车的研究，美国开始组织实施智能车辆先导( intelligent vehicle ini2tiative, IV I) 计划, 欧洲提出公路安全行动计划( roadsafety action p rogram,RSAP) ,日本提出超级智能车辆系统。
我国科技部则于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。
3. 本课题研究的主要内容:本课题主要开发一个能自动将球类拾起并清除出场外的智能小车，设计主要以简易智能机器人为开发平台，选择STM32单片机为控制平台，通过相关的机械结构设计，编写程序对智能小车进行控制，实现清球功能。
飞思卡尔智能车原理
飞思卡尔智能车原理飞思卡尔智能车是一种基于嵌入式系统和人工智能技术的智能交通工具。
它通过搭载各种传感器、控制器和算法，在无人驾驶、自动泊车等场景下发挥重要作用。
本文将介绍飞思卡尔智能车的原理，并分析其在实际应用中的优势和挑战。
一、飞思卡尔智能车的硬件组成飞思卡尔智能车的硬件组成主要包括以下几个方面：1. 主控单元：主控单元是飞思卡尔智能车的核心组件，通常采用高性能的嵌入式处理器。
它负责接收来自各种传感器的信息，并根据预设的算法进行数据处理和决策。
2. 传感器：飞思卡尔智能车搭载多种传感器，如摄像头、激光雷达、超声波传感器等。
这些传感器可以实时感知周围环境的信息，包括道路状况、障碍物位置等，为智能车提供必要的数据支持。
3. 电机与驱动系统：飞思卡尔智能车搭载电机和对应的驱动系统，用于控制车辆的行驶和转向。
这些系统通常采用先进的电子控制技术，能够实现精确的转向和速度控制。
4. 通信模块：飞思卡尔智能车通过通信模块与其他车辆、交通基础设施等进行信息交互。
这种通信方式可以实现车辆之间的协同工作，提高交通系统的整体效率。
二、飞思卡尔智能车的工作原理飞思卡尔智能车的工作原理可以归结为以下几个关键步骤：1. 环境感知：飞思卡尔智能车通过搭载的传感器对周围环境进行感知。
摄像头可以捕捉到道路状况、交通标志和其他车辆的信息；激光雷达可以检测到障碍物的位置和距离；超声波传感器可以测量车辆与前方障碍物的距离等。
通过这些传感器获取到的数据，智能车可以对周围环境做出准确判断。
2. 数据处理与决策：主控单元接收传感器传来的数据，并根据预设的算法进行数据处理和决策。
它会将传感器的信息与事先建立的模型进行比对，进而判断车辆应该采取何种动作，如加速、刹车、转向等。
3. 控制指令生成：基于数据处理与决策的结果，主控单元生成相应的控制指令，通过驱动系统控制车辆的行驶和转向。
这些控制指令可以通过电机和驱动系统精确地控制车辆的运动。
4. 数据通信与协同：飞思卡尔智能车通过通信模块与其他车辆以及交通基础设施进行信息交互。
基于stm32的智能小车设计毕业设计论文
海南大学毕业论文（设计）题目：基于stm32的智能小车设计学号：姓名：年级：2011级学院：应用科技学院学部：工学部专业：电子科学与技术指导教师：完成日期：2014 年12 月 1 日摘要本次试验主要分析了基于STM32F103微处理器的智能小车控制系统的系统设计过程。
此智能系统的组成主要包括STM32F103控制器、电机驱动电路、红外探测电路、超声波避障电路。
本次试验采用STM32F103微处理器为核心芯片，利用PWM技术对速度以及舵机转向进行控制，循迹模块进行黑白检测，避障模块进行障碍物检测并避障功能，其他外围扩展电路实现系统整体功能。
小车在运动时，避障程序优先于循迹程序，用超声波避障电路进行测距并避障，在超声波模块下我们使用舵机来控制超声波的发射方向，用红外探测电路实现小车循迹功能。
在硬件设计的基础上提出了实现电机控制功能、智能小车简单循迹和避障功能的软件设计方案，并在STM32集成开发环境Keil下编写了相应的控制程序，并使用mcuisp软件进行程序下载。
关键词：stm32;红外探测;超声波避障;PWM;电机控制AbstractThis experiment mainly analyzes the control system of smart car based on microprocessor STM32F103 system design process. The composition of the intelligent system mainly including STM32F103 controller, motor drive circuit, infrared detection circuit, circuit of ultrasonic obstacle avoidance. This experiment adopts STM32F103 microprocessor as the core chip, using PWM technique to control speed and steering gear steering, tracking module is used to detect the black and white, obstacle avoidance module for obstacle detection and obstacle avoidance function, other peripheral extended circuit to realize the whole system function. When the car is moving, obstacle avoidance program prior to tracking, using ultrasonic ranging and obstacle avoidance obstacle avoidance circuit, we use steering gear under ultrasonic module to control the emission direction of ultrasonic, infrared detection circuit is used to implement the car tracking function. On the basis of the hardware design is proposed for motor control function, simple intelligent car tracking and obstacle avoidance function of software design, and in the STM32 integrated development environment under the Keil. Write the corresponding control program, and use McUisp program download software.Keywords：STM32；Infrared detection；Ultrasonic obstacle avoidance；PWM；Motor control目录1.绪论.......................................................... - 4 - 1.1研究概况.................................................. - 4 -1.2研究思路.................................................. - 4 -2.软硬件设计.................................................... - 5 - 2.1中央处理模块.............................................. - 5 -2.1.1 stm32f103内部结构 .................................... - 6 -2.1.2 stm32最小系统电路设计 ................................ - 7 -2.1.3 stm32软件设计的基本思路 .............................. - 9 -2.1.4 stm32中断介绍 ........................................ - 9 -2.1.5 stm32定时/计数器介绍 ................................ - 11 -2.1.6 主程序设计流程图..................................... - 12 - 2.2 电机驱动模块............................................. - 12 -2.2.1 驱动模块结构及其原理................................. - 13 -2.2.2 驱动模块电路设计..................................... - 13 -2.2.3驱动软件程序设计 ..................................... - 14 - 2.3 避障模块设计............................................. - 18 -2.3.1 避障模块器件结构及其原理............................. - 19 -2.3.2 HC-SR04模块硬件电路设计 ............................. - 21 -2.3.3 HC-SR04模块程序设计 ................................. - 21 - 2.4循迹模块设计............................................. - 28 -2.4.1 循迹模块结构及其原理................................. - 28 -2.4.2 循迹模块电路设计..................................... - 30 -2.4.3 红外循迹模块程序设计................................. - 30 -3.软件调试..................................................... - 33 - 3.1 程序仿真................................................ - 33 -3.2 程序下载................................................. - 34 -4.系统测试..................................................... - 35 -5.总结......................................................... - 37 - 致谢........................................................... - 39 - 参考文献....................................................... - 40 - 附录........................................................... - 41 -1.绪论智能小车通过各种感应器获得外部环境信息和内部运动状态，实现在复杂环境背景下的自主运动，从而完成具有特定功能的机器人系统。
基于STM32的智能小车控制系统设计
www�ele169�com | 21电子电路设计与方案0 引言移动机器人已经渗透到工业生产、物流、搬运、医疗等社会的每个方面[1]。
智能小车作为一种轮式机器人也得到了广泛的应用研究[2]。
控制系统是智能小车的关键构成部分，能够在较为复杂的环境中，将小车按照预定的轨迹运行，或者运行到预先设定的位置，实现小车精确的速度与位置的控制，对智能小车系统起着至关重要的作用[3]。
因此，本文以四轮轮式结构智能小车为研究对象，采用STM32系列单片机作为控制核心，结合CAN 总线通信接口，设计一种基于STM32的智能小车控制系统，该系统功能强大且扩展性好，具有一定的实用价值。
1 系统介绍智能小车的控制系统是整个智能小车设计过程中最为重要的一环。
智能小车是在它的统一协调控制下完成行走、避障、自主循迹等任务，它的好坏直接关系着智能小车的性能好坏，控制系统的设计方法也决定着智能小车的功能特点。
图1 控制系统结构框图通常，智能小车应具备自主定位、障碍物实时检测、自动避障、速度检测以及无线通信等功能。
根据上述功能的要求，本文所设计的控制系统的硬件模块主要包括：主控模块、障碍物检测模块、速度检测模块、无线通信模块、电源模块以及电机驱动模块等部分。
控制系统的结构如图1所示。
为了方便后续的功能的扩展，在实际设计过程中，各模块的软硬件设计均采用相对独立的模块化设计方法。
2 系统硬件设计■2.1 电源模块电源模块主要为控制系统提供工作的电压。
根据各个组成部分的功能，电源模块应提供电机驱动所需的12V、STM32主控核心所需的3.3V、其他芯片工作所需的5V 三种幅值的电压。
因此，采用12V 的航模电池作为供电电源，5V 与3.3V 电源转换电路如图2所示。
为了增加电源的可靠性，减少外界扰动的影响，在稳压芯片7805和LM1117的输入和输出两侧均布置有电容。
图2 电源模块电路■2.2 障碍物检测模块智能小车要具备自主避障的能力，必须在其行进过程中能够时刻检测到障碍物的信息，为此就需要设计相应的障碍物检测模块。
“飞思卡尔”智能汽车系统设计
作为最为普遍的交通工具之一 ， 汽车与人们的生活息息相关。 一旦智能汽 车得到普及势必会走向量产化， 而在智能汽车普及之前应该制定出相关的设计 标准作为智能汽车的标杆。 智能汽车系统所包含的内容甚多， 如信息控制、 系统 结构、 数据采集、 系统数据库等方面都属于智能汽车系统所涵盖的范畴， 如果没 有统一的标尺， 则会让各个模块之间出现很大的差异化， 这样就会带来一系列 的问 题， 同时也会让智能汽车的构建变得繁琐、 复杂。 通过制定出 统一的标准 ， 让系统兼容性得以保证的同时让整个智能汽车系统设计更加规范， 从而带动智 能汽车产业的发展［ １ 】 。
１ ． ２ 控制模 块
控制系统是智能汽车系统重要的组成部分 ， 是实现人机交互的关键。 从当 前的汽车控制来看还是不能离开人工操作 ， 只有在驾驶员存在的情况下才能保 证汽车的正常工作。 在驾驶的过程中， 如果时间较长则会给驾驶员带来极大的 疲劳感， 这样就 间接带来了交通事故隐患。 而在智能化汽车将能够摆脱人工操
科 学论 坛
ｌ 蕾
Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ ａ ｎ ｄ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ］ ｏ ｇ ｙ Ｒ ｅ ｖ ｉ ｅ ｗ
“ 飞 思卡 尔 ” 智能 汽 车 系统 设 计
王贯 安
（ 中南大学 湖南 长沙 ４ １ ０ ０ １ ２ ）
［ 摘 要］ 随着 科 技的进 步 ， 汽 车产 业也 发生 了翻天 覆地 的变 化 。 在计 算机 技术 、 网络技术 、 电子 技术等 高端 技术 的推动 下 ， 智 能汽车 得到 了实 现 ， 相信 随着 时 间的推移 。 智能汽车也将有着更加广阔的发展空间。 要让汽车实现智能化， 智能系统设计是十分重要的一个环节。 本文对智能汽车系统进行了综合性的阐述 ， 并以 “ 飞思卡尔智” 能汽车比赛对智能汽车系统设计进行了探讨。 ［ 关键 词］ 飞思 卡 尔 智 能 汽车 系统 设计 中图分类号 ： Ｄ４ １ ２ ． ３ 文献标识码 ： Ａ 文章编号 ： １ ０ ０ ９ － ９ １ ４ Ｘ （ ２ ０ １ ４ ） ０ １ —０ ２ ２ ４ 一 Ｏ １
基于飞思卡尔单片机的智能车设计
中文题目：基于飞思卡尔单片机的智能车设计外文题目：FREESCALE MCU-BASED DESIGN OF INTELLIGENT VEHICLE毕业设计（论文）共71页（其中：外文文献及译文5页）图纸共1 张完成日期2013年6月答辩日期2013年6月摘要本设计主要讨论了基于Freescale公司的MC9S12XS128芯片制作的自主巡线智能车的设计方案和原理。
本文将从机械结构设计，硬件电路设计和软件算法设计等几个方面全面介绍智能车的制作及调试过程。
根据第八届“飞思卡尔”杯全国大学生智能汽车竞赛的技术要求，赛车以检测通以20KHZ、100mA的导线的电磁场为基础，通过单片机采集到的磁感应电压信号，实现对赛车的转向控制，进而识别赛道达到路径寻迹的目的。
本设计针对控制要求对智能车模型的机械结构进行设计和调整，同时对智能车运行中产生侧滑的原因进行分析，并对智能车的质量和重心位置进行优化调整。
在硬件方面，系统由控制核心(MCU)模块、电源管理模块、路径识别模块、电机驱动模块、舵机控制模块、速度检测模块以及LCD显示模块等组成。
在软件方面，主要编写了主程序、转速检测程序、电机和舵机驱动程序等相关程序。
本设计在原有智能车系统的基础上，对硬件电路进行了改进，提高了路径检测的前瞻性与抗干扰性。
结果表明，智能车在速度、稳定性和可靠性上都达到良好的状态。
关键词：智能车控制；电磁传感器；路径识别；软件设计AbstractThis design focuses MC9S12XS128 based on Freescale's chip production line inspection autonomous intelligent vehicle design and principles. This article from the mechanical design, hardware design and software algorithm design and other aspects of comprehensive introduction smart car production and debugging process.According to the eighth "Freescale" Cup National Undergraduate Smart Car Competition technical requirements, in order to detect the car pass by 20KHZ, 100mA wire EMF-based microcontroller collected through magnetic induction voltage signal, steering control of the car, thus identify the track reaches the path tracing purposes. The design requirements for the control of the smart car model design and the mechanical structure adjustment, while the smart car running analyze the causes of skidding, and the quality and smart car adjustments to optimize the center of gravity position. In terms of hardware, the system controlled by the core (MCU) modules, power management module, the path identification module, the motor drive module, servo control module, the speed detection module and LCD display modules and other components. On the software side, the main compiled main program, speed detection procedures, motors and servo drivers and other related procedures.The design of the original smart car system, based on the hardware circuit has been improved to improve the prospective path detection and interference. The results show that the smart car in terms of speed, stability and reliability have reached a good state.Key words: Intelligent car control; The electromagnetic sensor; Software Design; Path recognition目录0前言.......................................... 错误!未定义书签。
(毕业设计)飞思卡尔智能车及机器视觉
图像处理在智能车路径识别中的应用摘要机器视觉技术在智能车中得到了广泛的应用，这项技术在智能车的路径识别、障碍物判断中起着重要作用。
基于此，依据飞思卡尔小车的硬件架构,研究机器视觉技术应用于飞思卡尔小车。
飞思卡尔智能车处理器采用了MC9S12XS128芯片，路况采集使用的是数字摄像头OV7620。
由于飞思卡尔智能车是是一款竞速小车，因此图像采集和处理要协调准确性和快速性，需要找到其中的最优控制。
因此本设计主要需要完成的任务是：怎样用摄像头准确的采集每一场的图像，然后怎样进行二值化处理；以及怎样对图像进行去噪处理；最后也就是本设计的难点也是设计的核心，怎样对小车的轨迹进行补线。
本设计的先进性，在众多的图像处理技术中找到了适合飞思卡尔智能车的图像处理方法。
充分发挥了摄像头的有点。
经过小车的实际测试以及相关的MATLAB 仿真，最终相关设计内容都基本满足要求。
小车的稳定性和快速性得到显著提高。
关键词：OV7620，视频采集，图像处理，二值化The Application of Image Processing in the Recognition ofIntelligent Vehicle PathABSTRACTCamera Machine vision technology in the smart car in a wide range of applications, the technology identified in the path of the smart car, and plays an important role in the obstacles to judge. Based on this, based on the architecture of the Freescale car, machine vision technology used in the Freescale car. Freescale smart car the processor MC9S12XS128 chip traffic collected using a digital camera OV7620. Freescale's Smart car is a racing car, so the image acquisition and processing to coordinate the accuracy and fast, you need to find the optimal control. This design need to complete the task: how to use the camera to accurately capture every image, and then how to binarization processing; and how to image denoising; last is the difficulty of this design is the design of the core, how to fill line on the trajectory of the car.The advanced nature of the design found in many image processing techniques of image processing methods for Freescale Smart Car. Give full play to the camera a bit. The actual testing of the car and MATLAB simulation, the final design content can basically meet the requirements. The car's stability and fast to get improved significantly.KEY WORDS: OV7620，Video Capture，Picture Processing，Binarization目录前言 (1)第1章飞思卡尔赛车及机器视觉的概述 (2)1.1 智能车的研究背景 (2)1.1.1 智能车的发展历史 (2)1.1.2 应用前景 (2)1.2 智能车设计要求介绍 (3)1.3 机器视觉介绍 (4)1.4 小结 (4)第2章主要思路及技术方案概要 (5)2.1 总体设计主要方法步骤 (5)2.2 摄像头的对比与选择 (5)2.2.1 摄像头的选取 (5)2.2.2 模拟摄像头 (6)2.2.3 数字摄像头 (6)2.2.4 摄像头的选定 (7)2.3 二值化方案的选取 (7)2.3.1 双峰值法 (7)2.3.2 迭代法 (8)2.3.3 大津法 (8)2.3.4 灰度拉伸-一种改进的大津法 (9)2.3.5 二值化方案的最终选定 (9)2.4对图像进行去噪 (9)2.4.1 传统的去噪法 (9)2.4.2 小波去噪 (11)2.4.3 去噪方法的最终确定 (13)2.5小结 (13)第3章硬件设计 (14)3.1 硬件总体方案设计 (14)3.2 核心控制板 (15)3.3 摄像头的安装 (15)3.4 小结 (16)第4章软件设计 (17)4.1 系统软件总体设计方案 (17)4.2 图像二值化软件设计 (17)4.3 去噪设计 (19)4.3.1 实验信号的产生 (19)4.3.2各参数下去噪效果对比 (20)4.4 二值化后补线 (24)4.5 小结 (32)第5 章结果分析 (33)5.1 采集到的灰度值去噪前的MATLAB仿真 (33)5.1.1 去噪前MATLAB函数和仿真结果 (33)5.1.2 去噪后MATLAB仿真结果 (34)5.2 边界扣取 (35)5.2.1 边界扣取函数 (35)5.2.2 边界扣取仿真结果 (36)5.3 补线后效果 (37)5.4 小结 (38)结论 (39)谢辞 (40)参考文献 (41)附录 (42)外文资料翻译 (45)前言机器视觉技术近几十年来已经得到广泛的应用，并且已经取得了巨大的成功，大大改善了人们的日常生活。
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摘要飞思卡尔智能车大赛是面向全国大学生举办的应用型比赛，旨在培养创新精神、协作精神，提高工程实践能力的科技活动。
大赛主要是要求小车自主循迹并在最短时间内走完整个赛道。
针对小车所安装传感器的不同，大赛分为光电组、电磁组和摄像头组。
本文介绍了本院自动化系第一届大学生智能汽车竟赛的智能车系统。
包括总体方案设计、机械结构设计、硬件电路设计、软件设计以及系统的调试与分析。
机械结构设计部分主要介绍了对车模的改进，以及舵机随动系统的机械结构。
硬件电路设计部分主要介绍了智能车系统的硬件电路设计，包括原理图和PCB设计智能车系统的软、硬件结构及其开发流程。
该智能车车模采用学校统一提供的飞思卡尔车模，系统以STM32F103C8T6作为整个系统信息处理和控制命令的核心，使用激光传感器检测道路信息使小车实现自主循迹的功能关键字：飞思卡尔智能车 STM32F103C8T6 激光传感器第一章概述1.1专业课程设计题目基于嵌入式STM32的飞思卡尔智能车设计1.2专业课程设计的目的与内容1.2.1目的让学生运用所学的计算机、传感器、电子电路、自动控制等知识，在老师的指导下，结合飞思卡尔智能车的设计独立地开展自动化专业的综合设计与实验，锻炼学生对实际问题的分析和解决能力，提高工程意识，为以后的毕业设计和今后从事相关工作打下一定的基础。
1.2.2内容本次智能车大赛分为光电组和创新做，我们选择光电组小车完成循迹功能。
该智能车车模采用学校统一提供的飞思卡尔车模，系统以STM32F103C8T6作为整个系统信息处理和控制命令的核心，我们对系统进行了创造性的优化：其一，硬件上采用激光传感器的方案，软件上采用keil开发环境进行调试、算法、弯道预判。
其二，传感器可以随动跟线，提高了检测范围。
其三，独立设计了控制电路板，充分利用STM32单片机现有模块进行编程，同时拨码开关、状态指示灯等方便了算法调试。
1.3方案的研讨与制定1.3.1传感器选择方案方案一：选用红外管作为赛道信息采集传感器。
由于识别赛道主要是识别黑白两种不同的颜色，而红外对管恰好就能实现区分黑白的功能，当红外光照在白色KT板上时，由于赛道的漫反射作用，使得一部分红外光能反射回来，让接收管接的输出引脚的电压发生变化，通过采集这个电压的变化情况来区分红外光点的位置情况，以达到区分赛道与底板的作用。
红外管的优点在于价格便宜，耐用；缺点却用很多：1、红外光线在自然环境中，无论是室内还是室外均比较常见，就使得其抗干扰能力不强，容易受环境变化的影响。
2、调试不方面，由于红外光是不可见光，调试的时候需要采用比较麻烦的方法来判断光电的位置。
3、由于红外管光线的直线性不好，就使得红外传感器所能准确的判断的最远距离比较小，也就是通常所说的前瞻不够远。
方案二：选用激光作为路径识别传感器。
激光传感器的工作原理和红外传感器的工作原理基本相同，也是利用光线在赛道上发生漫反射后接收反射回来的光线来识别赛道的。
激光传感器用很多优点：1、激光光束的直线性十分好，发射出去的光线发生散射的程度可以忽略；2、经过调制后的激光受环境其他光线干扰的程度也十分低。
3、激光传感器可以让赛车的前瞻达到80CM到100CM左右，为赛车的高速运时所需的准确及时的赛道信息提供了保障。
不过激光也用缺点：容易衰减。
最终选择的方案：激光传感器相对于红外传感器有很明显的优势：1、抗干扰能力强；2、前瞻远；3、调试效果直观。
而在赛车需要的高速的情况下，看得足够远和准确显得尤为重要，在这样的要求下，激光传感器较于红外传感器有十分明显的优势，所以最终我们选择的是拥有绝对优势的激光传感器作为路径识别传感器。
1.3.2传感器安装方式方案一：传感器角度和高度不可变化的固定式。
方案二：传感器可以活动的可动式。
传感器可动式主要是依靠舵机带动而活动，也就是最近这两届比赛中开始出现的“摇头”（又称“摆头”）式。
通过控制相应的舵机达到控制传感器角度的效果，调节传感器的角度可以让传感器发出的光线始终落在赛道上你想要的位置，这样大大地增加了对赛道信息的准确性和及时性，为赛车速度的提升有很大的帮助，在第六届的竞赛中，我们就能体会到摇头光电车的速度较以往的光电车有了很大的提高。
最终确定的方案：经过各方面的考虑，最终选择单摇头作为传感器的固定方式。
安装图如图1-1：图1-1 传感器安装图1.4 项目功能模块化设计（1）MC9S12XS128主控模块:作为整个智能汽车的“大脑”，将采集光电传感器的信号，根据控制算法做出控制决策，驱动直流电机完成对智能汽车的控制。
（2）激光传感器模块:是智能汽车的“眼睛”，可以通过一定的前瞻性，提前感知预测前方的赛道信息，为智能汽车的“大脑”做出决策提供必要的依据和充足的反应时间。
（3）电源模块:为整个系统提供合适而又稳定的电源。
（4）电机驱动模块:驱动直流电机完成智能汽车的加减速控制和转向控制。
（5）舵机控制：一方面，控制传感器检测道路弯道，控制传感器的转向。
另一方面，控制小车的整体的转向。
第二章项目硬件方案2.1 系统方框图图2-1智能车整体框图整个智能车系统包括：激光传感器、舵机转向控制、电机驱动控制、电源供电模块和STM32F103C8T6。
详细如下：（1）激光传感器：该智能车通过激光传感器对道路信息进行采集。
原理：当激光照射到黑线时，黑线将大部分光吸收掉，激光不能反射回来。
当激光照射到白色赛道时，由于漫反射作用接收管能够将激光接收回来。
由此来对道路信息采集与处理。
（2）舵机控制：本车采用摇头舵机和转向舵机相互协调的方式控制车模在不同的弯道给出合适的转角。
摇头舵机作用是追寻赛道，转向舵机根据所采集到的信息给出不同的打角。
（3）电机驱动控制：想要智能车以最快的速度跑完全程则必须对电机有很好的控制策略。
我们的控制策略是：直道时以最快速度行驶，入弯时减速，出弯加速。
这样小车以最快的速度顺利的跑完全程。
（4）电源模块：电源智能车工作的必要前提，它为各个电路模块提供稳定电源，保证各模块正常工作，这也是智能车设计需要考虑的一个很关键的问题。
（5）MC9S12XS128最小系统：这部分是整车的核心。
它主要实现对采集的道路信息进行分析与处理，给舵机和电机不同的占空比来控制小车的转向和加速减速。
2.2 系统器件选型STM32F103C8T6 最小系统电机驱动模块激光传感器 电源模块舵机控制小车的车模、电机、舵机及电池均由学校统一提供，而单片机和传感器则经过讨论，我们选用了STM32F103C8T6和激光传感器。
2.1.1车膜整体结构图 2-2 车模实物图硬件资源：（1）1个HL-380H车模的基本支架；（2）1个RS380高速电机；（3）1个MG995舵机；（4）1个配套电机齿轮；（5）1套螺丝包；（6）轴承若干。
2.2.2 转向舵机的安装2.2.3 车轮及底盘调整表 2-2 2.2.4 RS540电机图2-3 电机实物图2.2.5 电池电源图 2-4电池实物图主要参数：电池厚：15MM 宽：35MM 长：67MM电池重：70G持续放电电流：20C瞬间放电电流：40C放电终止电压：单体208V2.2.6 单片机单片机是系统设计的核心，根据设计要求，本设计采用STM32F103C8T6单片机作为控制器，选择购买单片机最小系统，此系统稳定且非常可靠，所有引脚均引出，能满足设计要求，具体实物如图2-3所示:图2-3 STM32F103C8T6实物图2.2.7 激光传感器针对激光传感器的优点我们选用了12个激光头，对应6个接收管。
实物图如图2-4：图2-4 激光传感器实物图2.3 系统整体原理图2.3.1 整体原理综述整个小车系统由单片机最小系统、电机驱动电路、传感器电路、电源供电电路以及单片机的下载在口构成，总的主控制电路图如下图2-5：图2-5主控制电路图2.3.2 各模块原理综述1．单片机最小系统单片机最小系统的三要素是：电源、晶振、复位电路构成。
如图2-6为单片机最小系统电路图：图2-6 单片机最小系统（1）微控制器，STM32F103C8T6微控制单元作为STM32系列的32位单片机，由标准片上外围设备组成，包括32位中央处理器、64KB的Flash存储器、20KB的RAM、两个12位ADC，三个通用16位定时器加一个PWM定时器，以及标准和先进的通讯接口：上两I2CS和SPI接口，三个串行外设接口，一个USB和CAN，组8通道的输入捕捉或输出捕捉的增强型捕捉定时器、两组8通道10路模数转换器、一组8通道脉宽调制模块、一个字节数据链路控制器、29 路独立的数字I/O接口、20路带中断和唤醒功能的数字I/O接口、1个增强型CAN总线接口，同时，单片机内集成了锁相环电路可使能耗和性能适应具体操作的需要。
（2）电源是系统正常工作的保障，关系着小车是否能正常运行。
比赛使用的是统一提供的7.2V，2000MA NI-CD电池供电。
而单片机和传感器需要的是3.3V和5V电源，舵机需要7.2V电源，因此我们需要稳压芯片降低电压以提供各个模块使用。
我们常用的集成三端稳压芯片有两种：线性稳压芯片和开关型稳压芯片。
线性稳压芯片的特点是反应速度很快、输出纹波小、发热量大、效率低，而开关型稳压型片则功耗小、效率高，单输出纹波大，电路复杂。
经过大量的选型和测试后，我们选择了LM1117和7805。
LM1117为低压差线性调节稳压器件，最大输出电流800MA，经过LM1117稳压后，输出3.3V和5V，对单片机和传感器等供电。
7805为三端稳压器件，经过7805稳压后，输出7.2V，对舵机供电。
2-7图为电源模块基本电路图图2-7电源模块电路图（3）晶振图2-8晶振电路图（4）复位电路图2-7复位电路图2、电机驱动模块本次选用飞思卡公司的MC33886电机驱动集成芯片它是一种常见的集成H 桥式电机驱动芯片，该芯片具有完善的过流、欠压、过温保护等功能具有最大5A的连续工作电流，内部MOSFET导通电阻为120毫欧，使用集成芯片的电路设计简单，可靠性高，由于电机较大，工作电流远不止5A，因此我们采用两片MC3886并联。
电路图如2-8：图2-8电机驱动电路3、激光传感器激光发射管发射出去的激光照射到赛道表面时会产生漫反射，这时由漫反射反射回的光束，经过透镜聚焦后聚集在激光接收传感器上，如图2-9所示：图2-9激光传感器原理图根据本次比赛寻双线的赛道特点，我们在激光头及激光传感器的布局上选用了“一”字形布局，并且采用了摇头的方法，即用舵机来控制其方向。
如图2-10所示：图2-10激光头分布图本文使用了12个激光头，6个激光接收管。
方案中采用74LS138译码器和三极管驱动，实现分时单独点亮激光管，防止相邻激光头之间的干扰。