智能超声波避障小车
避障小车原理
避障小车原理
避障小车是一种能够自主避免障碍物的智能车辆，其原理在于使用多个传感器来感知周围环境，然后根据传感器的反馈进行决策和控制。
首先，避障小车通常会搭载红外线传感器或超声波传感器，这些传感器能够测量到前方障碍物离小车的距离。
通过读取传感器的数据，小车可以得知前方是否存在障碍物以及距离障碍物的距离。
接下来，小车会根据传感器的数据进行决策。
如果传感器检测到前方有障碍物并且距离较近，小车就需要采取避让策略。
常见的避让策略包括停车、后退、向左或向右转向等。
这些决策通常是通过嵌入式系统中的逻辑电路或者控制算法实现的，可以根据不同的情况进行相应的操作。
最后，小车会根据决策的结果进行控制，以实现避障的目标。
例如，如果决策是向左转向，则小车会通过电机控制左轮向前转动，从而实现左转的动作。
通过控制车轮的旋转方向和速度，小车可以在避开障碍物的同时保持前进的方向。
除了红外线传感器和超声波传感器外，还有其他一些传感器也可以用于避障小车，例如激光雷达和摄像头等。
这些传感器能够提供更为精确的环境感知数据，从而使小车能够更准确地判断障碍物的位置和形状，进而做出更合理的避让决策。
总体来说，避障小车的原理是通过感知、决策和控制三个步骤
来实现自主避障。
这种技术可以广泛应用于无人驾驶汽车、机器人以及其他需要自主避障功能的智能设备中。
超声波避障小车实训报告
一、实训目的1. 了解超声波避障的基本原理和应用；2. 掌握超声波传感器的工作原理和操作方法；3. 学会使用单片机控制超声波传感器进行避障；4. 培养动手能力和团队协作能力。
二、实训内容1. 超声波传感器原理及特性；2. 单片机编程及驱动；3. 超声波避障系统设计；4. 小车底盘搭建及驱动；5. 超声波避障系统测试与优化。
三、实训步骤1. 超声波传感器原理及特性学习超声波传感器是一种利用超声波进行测距的传感器，其基本原理是发射超声波，接收反射回来的超声波，通过计算超声波的传播时间来得到距离。
超声波传感器具有非接触、抗干扰能力强、测量范围广等特点。
2. 单片机编程及驱动学习单片机是一种具有微处理器的嵌入式系统，用于控制电子设备。
本实训中，我们使用STC89C51单片机作为控制核心。
通过学习单片机编程，我们可以编写程序控制超声波传感器进行避障。
3. 超声波避障系统设计（1）设计思路本实训中，我们设计一款基于超声波避障的小车。
当小车遇到障碍物时，超声波传感器检测到障碍物，单片机接收到信号后，控制小车进行避障。
（2）系统组成系统主要由以下部分组成：①超声波传感器：用于检测前方障碍物；②单片机：负责处理传感器信号，控制小车行驶；③电机驱动模块：驱动小车前进、后退、左转或右转；④电源系统：为整个系统提供电力支持。
（3）系统原理当超声波传感器发射超声波时，遇到障碍物会反射回来。
单片机接收到反射回来的超声波信号后，根据超声波的传播时间计算出障碍物的距离。
当距离小于预设的安全距离时，单片机控制小车进行避障。
4. 小车底盘搭建及驱动（1）小车底盘搭建小车底盘采用4个轮子，分别连接到两个电机驱动模块上。
在底盘上安装超声波传感器，用于检测前方障碍物。
（2）电机驱动模块本实训中，我们使用L298N电机驱动模块。
该模块可以驱动两个电机，实现小车的运动控制。
5. 超声波避障系统测试与优化（1）测试在搭建好的小车底盘上，安装超声波传感器和电机驱动模块。
智能小车超声波避障原理
智能小车超声波避障原理
智能小车超声波避障原理
智能小车是一种能够自动识别环境并作出相应动作的机器人。
其中，
超声波避障技术是实现智能小车避免障碍物的重要手段之一。
超声波传感器是一种利用超声波原理工作的传感器，其工作原理类似
于蝙蝠发出超声波来探测周围环境。
当传感器发出一束超声波时，如
果有障碍物挡住了它的路径，这束超声波就会被反射回来，并被传感
器接收到。
通过计算反射回来的时间和速度，就可以得到障碍物与传
感器之间的距离。
在智能小车中，通常会使用多个超声波传感器分布在不同位置上，以
便更全面地掌握周围环境信息。
当智能小车行驶时，每个超声波传感
器都会不断地发出信号，并接收反射回来的信号。
根据接收到的信息，智能小车可以判断周围是否有障碍物，并做出相应动作。
例如，在前方有障碍物时，智能小车可以通过调整方向或减速等方式
避开障碍物。
同时，智能小车还可以根据不同的传感器反馈信息，判
断障碍物的具体位置和形状，从而更加精确地避开障碍物。
总之，超声波避障技术是智能小车实现自主避障的重要手段之一。
通过多个超声波传感器的配合和反馈信息的处理，智能小车可以更加准确地感知周围环境，并做出相应动作，从而实现自主避障。
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。
智能避障小车报告
智能避障小车报告智能避障小车报告一、引言智能避障小车是一种具有自主导航和避障功能的智能机器人，它利用传感器和算法来感知周围环境并做出相应的动作，以避免与障碍物发生碰撞。
本报告旨在对智能避障小车的设计原理、工作原理以及应用领域进行介绍和分析。
二、设计原理智能避障小车的设计原理包括感知系统、决策系统和执行系统三个部分。
1. 感知系统：感知系统主要负责获取环境信息，常用的感知器件包括超声波传感器、红外线传感器、摄像头等。
超声波传感器可以测量小车与障碍物之间的距离，红外线传感器可以检测障碍物的存在与否，摄像头可以获取环境图像。
2. 决策系统：决策系统根据感知系统获取的信息，通过算法进行分析和处理，决定小车的行动。
常用的算法包括避障算法、路径规划算法等。
避障算法通常基于感知数据计算出避障方向和速度，路径规划算法则是根据目标位置和环境地图计算出最优路径。
3. 执行系统：执行系统根据决策系统的指令控制小车的运动，包括驱动电机、舵机等部件。
驱动电机控制小车的前进、后退和转向，舵机控制车头的转动。
三、工作原理智能避障小车的工作原理如下：1. 感知环境：小车利用传感器获取环境信息，例如超声波传感器测量距离，红外线传感器检测障碍物，摄像头获取图像。
2. 数据处理：小车的决策系统对感知到的数据进行处理和分析，计算出避障方向和速度，或者根据目标位置和环境地图计算出最优路径。
3. 控制执行：决策系统根据计算结果发出指令，控制执行系统驱动电机和舵机，控制小车的运动。
如果遇到障碍物，小车会自动避开，如果目标位置发生变化，小车会自动调整路径。
四、应用领域智能避障小车在许多领域都有广泛的应用。
1. 家庭服务机器人：智能避障小车可以在家庭环境中执行一些简单的任务，如送餐、打扫卫生等。
2. 仓储物流：智能避障小车可以在仓库中自主导航，收集和组织货物，减少人力成本和提高效率。
3. 自动驾驶汽车：智能避障小车的避障和导航算法可以应用于自动驾驶汽车，提高安全性和稳定性。
超声波避障小车
超声波避障小车超声波避障小车报告摘要超声波避障小车是根据超声波测距原理制作的智能小车。
其中用到超声波传感器模块DYP-ME007，控制芯片是STC89C52，一对减速电机以及一个步进电机。
关键词超声波测距避障电机小车方案本系统主要包含以下模块：1.小车车体2.单片机最小系统模块3.超声波传感器模块4.直流电机驱动模块5.步进电机驱动模块6.电源模块各模块间的连接如下：硬件系统1.小车车体小车车体由一块天蓝色透明有机玻璃（0.3*18*23cm）为主体，前轮为两个料万向轮，后轮为两个直径约为6cm的车轮（带橡胶车胎）。
其中，后轮分别由两个直流减速电机控制，由此可以看出，小车为后轮驱动，差速转向。
2.单片机最小系统模块此次所用的控制芯片为STC89C52单片机，拥有8k字节Flash，512字节RAM,32 位I/O 口线，看门狗定时器，内置4KB EEPROM，MAX810复位电路，三个16 位定时器/计数器，一个6向量2级中断结构，全双工串行口。
外接11.0592M晶振。
其I/O口应用情况如下；P1.0：Trig（超声波模块控制端）；P3.2：Echo（超声波模块接收端）；P1.4～P1.7：直流电机驱动模块；P2.0～P2.3：步进电机驱动模块。
3.超声波传感器模块此次所用的超声波模块是DYP-ME007（无法找到模块电路原理图）。
DYP-ME007的主要参数有：使用电压：DC5V；静态电流：小于2mA；电平输出：高5V ；电平输出：底0V；感应角度：不大于15度；探测距离：2cm-500cm（实际上大约为3CM-250CM）；探测精度：0.3cm。
各引脚为：1. Vcc：电源端；2.Trig：控制端；3.Echo：接收端；4.out：此模块作为防盗模块时的开关量输出脚（测距时不用）；5.GND：电源地端。
模块时序图：4.直流电机驱动模块直流电机驱动模块选用L298N作为控制芯片。
L298N是ST公司生产的一种高电压、大电流的电机控制芯片。
避障智能小车
避障智能小车避障智能小车，这可真是个超有趣的玩意儿！不知道你有没有这样的经历，在狭窄的胡同里走着，突然前方出现了一堆杂物，你得小心翼翼地绕过去。
或者骑着自行车，迎面来了一辆车，你得赶紧避让。
生活中这样的避障场景太多啦，而我们今天要说的避障智能小车，就是专门为解决这类问题而生的。
先来说说避障智能小车的工作原理吧。
它就像一个聪明的小侦探，身上装着各种各样的传感器，比如超声波传感器、红外传感器等等。
这些传感器就像是小车的“眼睛”，能够感知周围的环境。
当小车“看到”前方有障碍物的时候，它的“大脑”——也就是控制芯片，会迅速做出判断，然后指挥小车改变方向或者减速停车。
想象一下，在一个摆满了桌椅的教室里，老师让同学们用自己制作的避障智能小车进行比赛。
小明的小车一启动，就快速地向前冲，可是没跑多远，就碰到了一张桌子腿。
哎呀，这可不行！再看看小红的小车，它慢悠悠地前进，每当快要碰到障碍物时，总能及时地转弯避开，就像一个灵活的小舞者。
这是为什么呢？原来小红在调试传感器的时候特别仔细，让小车的“眼睛”更加敏锐了。
说到制作避障智能小车，那可不是一件容易的事儿。
首先得准备好各种零件，像车架、电机、轮子、传感器等等。
然后就是组装，这可需要耐心和细心。
我记得有一次，我和小伙伴一起制作避障智能小车，我们把车架装好了，可是电机怎么也装不上去，急得我们满头大汗。
后来仔细一看，原来是螺丝的型号不对。
经过一番折腾，终于把电机装好了，那一刻，我们的心里别提多有成就感了。
接下来就是编程啦。
通过编写程序，让小车能够按照我们的想法去行动。
这就像是给小车注入了灵魂，让它变得聪明起来。
在编程的过程中，可能会遇到各种各样的错误，比如语法错误、逻辑错误等等。
但是别灰心，只要认真检查，总能找到问题并解决它。
避障智能小车的应用可广泛了。
在工厂里，它可以帮忙运输货物，避开工人和其他设备；在家庭中，它可以帮忙打扫卫生，避开家具和宠物；在医院里，它可以送药送饭，避开病人和医护人员。
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。
寻迹避障小车原理
寻迹避障小车原理
小车避障就是一种无人机，它可以认出汽车前方的不同障碍物，并以
此作出响应。
它具有自主的智能，即在它看到障碍物之后，会根据障碍的
位置和距离选择合适的方法来避开它。
一种典型的小车避障就是超声波避障。
它使用超声波传感器来测量障
碍物的距离，而且能够自动识别障碍物的大小、形状和位置。
检测到障碍
物之后，小车就会根据障碍物的位置来决定向左转还是向右转，还可以前
进避开障碍物，最后回到正常的路径。
此外，超声波避障的检测距离通常
只有几厘米，所以它也可以用于小距离的避障。
另一种小车避障的解决方案是使用红外传感器。
与超声波传感器不同，红外传感器可以检测到更远距离的障碍物，而且它还可以分辨出障碍物的
形状。
因此，使用红外传感器就可以在更远的距离上检测到障碍物，从而
更好地避免碰撞。
有时候，为了更准确地让小车避障，还会使用摄像头。
摄像头可以拍
摄到前方的障碍物，从而让小车根据障碍物的形状和大小来决定避开它们
的方法。
同时，摄像头也可以用来检测前方是否有其他车辆，从而给小车
提供躲避其他车辆的能力。
最后，为了让小车自主寻找传感器能够检测到的障碍物，可以采用激
光定位系统。
智能小车超声波避障实验
亚博科技
智能小车配套视频教程
谢谢观看！
2021/6/4
13
部分资料从网络收集整 理而来，供大家参考，
感谢您的关注！
HC-SR04接口定义：
Vcc、 Trig（控制端）、 Echo（接收端）、 Gnd
本产品使用方法：控制口发一个10US 以上的高电平,就可以在接收口等 待高电平输出.一有输出就可以开定时器计时,当此口变为低电平时就可 以读定时器的值,此时就为此次测距的时间,方可算出距离.如此不断的周 期测,就可以达到你移动测量的值了。
2021/6/4
5
亚博科技
智能小车配套视频教程
超声波模块电气参数
采用51单片机的P2.0 P2.1连接控 制超声波模块
其中P2.0为Echo（接收）
其中P2.1为Trig（控制）
2021/6/4
6
亚博科技
智能小车配套视频教程
超声波测距原理
超声波是一种频率比较高的声音,指向性强.超声波测距的原理是利用 超声波在空气中的传播速度为已知，测量声波在发射后遇到障碍物反射
11
亚博科技
智能小车配套视频教程
智能小车超声波避障实验说明
本实验需要用到LCD1602液晶屏，作为距 离显示屏幕，1602液晶屏的教程大家可以 参考资料中《28课配套单片机视频教程》。
若未购买液晶屏的同学，也不影响后面做超 声波避障实验，只需把P0.7这个IO口用杜邦 线接地。
2021/6/4
12
超声波传播速度误差超声波的传播速度受空气的密度所影响，空气的
密度越高则超声波的传播速度就越快，而空气的密度又与温度有着密切 的关系,近似公式为：C=C0+0.607×T℃ 式中：C0为零度时的声波速度 332m/s；T 为实际温度(℃)。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
智能超声波避障小车
：
班级：
学号：
目录
摘要 (3)
一、总体方案概述 (3)
二、总体电路原理图 (3)
三、各模块功能介绍 (4)
（一）、超声波测距模块 (4)
（二）、步进电机控制模块 (5)
（三）、单片机控制模块 (6)
四、系统软件设计 (6)
五、应用前景 (7)
六、参考文献 (8)
摘要：
现今发达的交通在给人们带来便捷的同时也带来了许多的交通事故。
发生交通事故的因素有很多。
当然，如果我们的汽车能够更加智能，就是说事先能预测并显示前面障碍物离车的距离，当障碍物距离很近时汽车会自动采取一些措施避开障碍物，这样就能够在很大程度上避免这些事故的发生。
在本论文中，我们将会看到能够实现这一功能的智能小车。
关键字：超声波、测量、避障、单片机
一、总体方案概述
本小车使用一台AT89S51单片机作为主控芯片，它通过超声波测距来获取小车距离障碍物的距离，并且用数码管实时的显示出来，在小车与障碍物的距离小于安全距离（用软件设定）时，小车会发出“在距您车前方x（数码显示的实时距离）米的地方有一障碍物，请您注意避让”的语音提示，并且拐弯，以避开障碍物，同时会点亮相应侧边的发光二极管作为提示信号。
在避开障碍物后，小车会沿直线前进。
本系统设计的简易智能小车分为几个模块：单片机控制系统、超声波路面检测系统、前进、转弯控制电机以及方向指示灯系统。
它们之间的相互关系如下图1所示。
二、总体电路原理图
图1：智能小车简要原理框架图
三、各模块功能介绍
（一）、超声波测距模块
首先利用单片机输出一个40kHz的触发信号，把触发信号通过TRIG管脚输入到超声波测距模块，再由超声波测距模块的发射器向某一方向发射超声波，在发射时刻的同时单片机通过软件开始计时，超声波在空气中传播，途中碰到障碍物返回，超声波测距模块的接收器收到反射波后通过产生一个回应信号并通过ECHO脚反馈给单片机，此时单片机就立即停止计时。
时序图如图1所示。
由于超声波在空气中的传播速度为340m/s，根据计时器记录的时间t，就可以计算出发射点距障碍物的距离，即：S=VT/2，通过单片机来算出距离。
图1：超声波模块时序图
（二）、步进电机控制模块
此模块是用来作为小车前进的动力和控制小车的避障。
步进电机是通过脉冲来驱动的，其步距角和转速只与输入的脉冲频率有关，频率越快，其转速越快，因此，只需要控制驱动步进电机的脉冲频率来控制步进电机的工作，而步进电机的驱动脉冲可以通过单片机来输出。
但由于步进电机工作时需要较大的工作电流，因此需要用步
图4：步进电机驱动模块原理图
进电机驱动芯片来驱动，如图4所示，我们用ULN2803芯片来驱动步进电机，并且用单片机的P0 I/O口来给ULN2803芯片输入不同频率的脉冲，再通过ULN2803来驱动步进电机。
本小车使用的是两个四相五线的步进电机来驱动。
我们知道，四相五线步进电机共有五根线，其中红色的接电源的正极，剩下的四根分别接在了ULN2803芯片的四个输出端，其对应的输入端则接在了单片机的P1.0~P1.3端口，要使电机工作，则只需让四个I/O口依次输出高电平。
电机励磁表如下所示：
小车的前面两个轮子分别用两个步进电机来驱动，当两个步进电机的转速一样的时候，车
子将沿直线前进，而两个步进电机的转速不一样的时候，车子就会拐弯，例如，左边的步进电机转速比右边的快的话，车子将向右边拐弯，只要控制好两个步进电机的转速比和不同转速的时间，就可以精确的控制小车的避障行为。
（三）、单片机控制模块
此模块是小车的最重要部分，它控制着超声波测距模块、数码管显示模块、步进电机控制
模块、语音提示模块、速度自控模块和信号提示模块的工作。
单片机通过计时器记录超声波发射和接受的时间差，来计算出小车距离障碍物的距离，控制P1口的高低电平来控制数码管显示，通过输出不同频率的脉冲来控制步进电机的工作，通过SPI 协议与ISD1760语音芯片进行通信，来控制语音芯片的定点放音，实现语音提示功能。
四、系统软件设计
本设计系统软件采用模块化结构，由主程序、电机驱动子程序﹑中断子程序﹑算法子程序构成。
主程序流程图如图2所示。
其中：避障中断服务子程序完成对超声波探测器产生的外部中断进行处理，如果超出预定的危险距离就左转进行避障。
图6：单片机最小系统
图7：程序流程图
五、应用前景
本智能小车系统最诱人的前景就是可用于未来的智能汽车上了。
当驾驶员因疏忽或打瞌睡时这样的智能汽车的设计就能体现出它的作用。
如果汽车偏离车道或距障碍物小于安全距离时，汽车就会发出报警，提醒驾驶员注意，如果驾驶员没有及时作出反应，汽车就会自动减速或停靠于路边。
这样的小车还可以用于月球探测等的无人探月车，帮助我们传达月球上更多的信息，让我们更加的了解月球，为将来登月做好充分准备。
这样的小车在科学考察探测车上也有广阔的应用前景。
在科学考察中，有许多很危险且人们无法涉足的地方，这时，智能科学考察车就能够派上用场，在它上面装上摄像机，代替人们进行许多无法进行的工作。
六、参考文献
[1] 郭天祥.新概念51单片机C语言教程——入门、提高、开发、拓展全攻略.：电子工业，2009
[2] 宋戈，黄鹤松，员玉良，海峰.51单片机应用开发例大全.：人民邮电，2010
[3] 阎石.数字电子技术基础（第四版）.：高等教育，1998
[4] 伏文，王春华.MCS-51单片机存储器结构详解.电子制作，2007,(10)
[5] 网络文献。