智能避障小车
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。
循迹避障智能小车设计
循迹避障智能小车设计一、硬件设计1、车体结构智能小车的车体结构通常采用四轮驱动或两轮驱动的方式。
四轮驱动能够提供更好的稳定性和动力，但结构相对复杂；两轮驱动则较为简单，但在稳定性方面可能稍逊一筹。
在选择车体结构时，需要根据实际应用场景和需求进行权衡。
为了保证小车的灵活性和适应性，车架材料一般选择轻质且坚固的铝合金或塑料。
同时，合理设计车轮的布局和尺寸，以确保小车能够在不同的地形上顺利行驶。
2、传感器模块（1）循迹传感器循迹传感器是实现小车循迹功能的关键部件。
常见的循迹传感器有光电传感器和红外传感器。
光电传感器通过检测反射光的强度来判断黑线的位置；红外传感器则利用红外线的反射特性来实现循迹。
在实际应用中，可以根据小车的运行速度和精度要求选择合适的传感器。
为了提高循迹的准确性，通常会在小车的底部安装多个传感器，形成传感器阵列。
通过对传感器信号的综合处理，可以更加精确地判断小车的位置和行驶方向。
（2）避障传感器避障传感器主要用于检测小车前方的障碍物。
常用的避障传感器有超声波传感器、激光传感器和红外测距传感器。
超声波传感器通过发射和接收超声波来测量距离；激光传感器则利用激光的反射来计算距离；红外测距传感器则是根据红外线的传播时间来确定距离。
在选择避障传感器时，需要考虑其测量范围、精度、响应速度等因素。
一般来说，超声波传感器测量范围较大，但精度相对较低；激光传感器精度高，但成本较高；红外测距传感器则介于两者之间。
3、控制模块控制模块是智能小车的核心部分，负责处理传感器数据、控制电机驱动和实现各种逻辑功能。
常见的控制模块有单片机（如 Arduino、STM32 等）和微控制器（如 PIC、AVR 等）。
单片机具有开发简单、资源丰富等优点，适合初学者使用；微控制器则在性能和稳定性方面表现更优，适用于对系统要求较高的场合。
在实际设计中，可以根据需求和个人技术水平选择合适的控制模块。
4、电机驱动模块电机驱动模块用于控制小车的电机运转，实现前进、后退、转弯等动作。
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。
《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、引言智能小车避障系统作为人工智能在车辆技术上的一个应用，其在当前及未来的技术发展趋势中，显得尤为关键和重要。
这一系统的核心目的是确保小车在未知的环境中可以自动、智能地避障，减少可能的碰撞危险。
本文主要对智能小车避障系统的设计与实现进行了深入的研究和探讨。
二、系统设计1. 硬件设计硬件部分主要包括小车底盘、电机驱动、传感器模块（如超声波传感器、红外传感器等）、微控制器（如Arduino或Raspberry Pi）等。
其中，传感器模块负责检测障碍物，微控制器负责处理传感器数据并控制电机驱动，使小车能够根据环境变化做出反应。
2. 软件设计软件部分主要分为传感器数据处理、路径规划和避障算法三个模块。
传感器数据处理模块负责收集并处理来自传感器模块的数据；路径规划模块根据环境信息和目标位置规划出最优路径；避障算法模块则根据实时数据调整小车的行驶方向和速度，以避免碰撞。
三、系统实现1. 传感器数据处理传感器数据处理是避障系统的关键部分。
我们采用了超声波和红外传感器，这两种传感器都能有效地检测到一定范围内的障碍物。
通过读取传感器的原始数据，我们可以计算出障碍物与小车的距离，进而做出相应的反应。
2. 路径规划路径规划模块使用Dijkstra算法或者A算法进行路径规划。
这两种算法都可以根据已知的地图信息和目标位置，规划出最优的路径。
在小车行驶过程中，根据实时数据和新的环境信息，路径规划模块会实时调整规划出的路径。
3. 避障算法避障算法是智能小车避障系统的核心部分。
我们采用了基于PID（比例-积分-微分）控制的避障算法。
这种算法可以根据障碍物的位置和速度信息，实时调整小车的行驶方向和速度，以避免碰撞。
同时，我们还采用了模糊控制算法进行辅助控制，以提高系统的稳定性和鲁棒性。
四、系统测试与结果分析我们对智能小车避障系统进行了全面的测试，包括在不同环境下的避障测试、不同速度下的避障测试等。
基于STM32的智能循迹避障小车
基于STM32的智能循迹避障小车一、引言随着科技的不断发展，智能化机器人已经成为了人们生活中的重要一部分。
智能小车作为重要的机器人之一，具有很多应用领域。
在智能小车中，智能循迹和避障是两个非常重要的功能。
本文将介绍一款基于STM32的智能循迹避障小车的制作过程和原理。
二、硬件设计1. 控制器在本设计中，我们选择了STM32作为智能小车的控制器。
STM32是意法半导体推出的一款高性能、低功耗的32位RISC处理器，拥有丰富的外设接口和强大的性能，非常适合用来控制智能小车。
2. 传感器智能循迹避障小车需要用到多种传感器来感知周围环境。
我们选择了红外传感器作为循迹传感器，用来检测地面上的黑线。
我们还选择了超声波传感器和红外避障传感器，用来感知前方障碍物的距离。
3. 驱动电路智能小车的驱动电路是控制小车运动的关键。
我们选择了L298N驱动模块，可以通过控制电机的速度和方向来实现小车的前进、后退、转向等功能。
4. 电源模块为了保证整个小车系统的正常工作，我们还需要一个稳定的电源模块，供给控制器、传感器和驱动电路等设备。
1. 系统架构智能循迹避障小车的软件设计采用了基于FreeRTOS的多任务设计。
我们将系统划分为三个主要任务：循迹控制任务、避障控制任务、通信任务。
循迹控制任务通过读取红外传感器的数值，判断小车当前所处位置是否在黑线上，并根据传感器的值控制电机的转向，使小车沿着黑线行驶。
4. 通信任务通信任务负责与外部设备进行通信，比如与遥控器进行通信，接收外部指令控制小车的运动。
四、功能实现1. 循迹功能通过循迹传感器检测地面上的黑线，控制电机的转向，实现小车沿着黑线行驶的功能。
2. 避障功能通过超声波传感器和红外避障传感器检测前方障碍物，控制电机的转向和速度，实现小车避开障碍物的功能。
3. 远程控制功能五、总结本文介绍了一款基于STM32的智能循迹避障小车的制作过程和原理。
通过硬件设计和软件设计，实现了小车的循迹、避障和远程控制功能。
循迹避障智能小车设计
循迹避障智能小车设计一、设计背景随着自动化技术和人工智能的不断发展，智能小车在工业生产、物流运输、家庭服务等领域的应用越来越广泛。
循迹避障智能小车作为其中的一种，能够在预设的轨道上自主行驶，并避开途中的障碍物，具有很高的实用价值。
例如，在工厂的自动化生产线中，它可以完成物料的搬运工作；在家庭中，它可以作为智能清洁机器人，自动清扫房间。
二、硬件设计1、控制器控制器是智能小车的核心部件，负责整个系统的运算和控制。
我们选用了 STM32 系列单片机，它具有高性能、低功耗、丰富的外设接口等优点，能够满足智能小车的控制需求。
2、传感器（1）循迹传感器为了实现小车的循迹功能，我们选用了红外对管传感器。
将多个红外对管传感器安装在小车底部，通过检测地面反射的红外线强度来判断小车是否偏离轨道。
（2）避障传感器超声波传感器是实现避障功能的常用选择。
它通过发射和接收超声波来测量与障碍物之间的距离，当距离小于设定的阈值时，小车会采取相应的避障措施。
3、电机驱动模块电机驱动模块用于控制小车的电机运转。
我们选用了 L298N 电机驱动芯片，它能够提供较大的电流驱动能力，保证小车的动力充足。
4、电源模块电源模块为整个系统提供稳定的电源。
考虑到小车的工作环境和功耗要求，我们选用了可充电锂电池作为电源，并通过降压模块将电压转换为各个模块所需的工作电压。
三、电路设计1、控制器电路STM32 单片机的最小系统电路包括时钟电路、复位电路、电源电路等。
此外，还需要连接外部的下载调试接口，以便对程序进行烧写和调试。
2、传感器电路红外对管传感器和超声波传感器的电路设计相对简单，主要包括信号调理电路和接口电路。
信号调理电路用于将传感器输出的模拟信号转换为数字信号，以便单片机进行处理。
3、电机驱动电路L298N 电机驱动芯片的电路连接需要注意电机的正反转控制和电流限制。
同时，为了提高电路的稳定性，还需要添加滤波电容和续流二极管等元件。
四、软件编程1、编程语言我们使用 C 语言进行编程，它具有语法简洁、可移植性强等优点，适合于单片机的开发。
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一、作品背景意义
超声波作为智能车避障的一种重要手段，以其避障 实现方便，计算简单， 易于做到实时控制，测量精度也 能达到实用的要求，在未来汽车智能化进程中 必将得到 广泛应用。 因此，为了简化无人驾驶汽车的研究，本作品以简单 的小车为模型，研究超声波避障技术的应用
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二、作品总体介绍 1、系统框图
是
控制电机转向
否
继续前进
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二、作品总体介绍
3、主要模块介绍
a、单片机 本作品选择的是TI 公司生产的 MSP430G2553 单片机，该单片机是一款 超低功耗单片机，具有20 管脚，含有两个定时器， 满足作品要求。
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二、作品总体介绍
3、主要模块介绍
b、超声波传感器 本作品选择的是HCSR04超声波传感器，该传 感器具有4个管脚，测量范 围2到400厘米，具有较好 的测量的精度。
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三、作品收获总结
通过本次大赛，我们 初步掌握了430单片机结构 和编程方法以及硬件电路 设计的步骤，很好的锻炼 了我们分析问题和解决问 题的能力。作品还有很多 不足和改进的空间，我们 将继续努力加以完善。
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四、作品团队成员
姓名 董帅 高正祥 学号 20092084 20092081
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五、作品视频演示
视频展示
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二、作品总体介绍
3、主要模块介绍
c、驱动芯片 本产品选择的L298N驱动芯片，外加8个续流二极管。
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二、作品总体介绍
3、主要模块介绍
d、电源 本作品采用7.2V锂电池供电，外加7805降压到5V，供 单片机工作(单片机USB接口输入5V，开发板含有降压芯片， 降压到3.5V)。 e、电机 本作品选择两个7.2V直流电机。
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二、作品总体介绍
3、主要模块介绍 b、超声波传感器 只需提供一个10us以 上的脉冲信号，该模块内 部将发出8个40KHz周期电 平并检测回波。一旦检测 到有回波信号则输出回响 信号。回响信号的脉冲宽 度与所测的距离成正比。 由此通过发射信号到接收 到回响信号的时间间隔可 以计算得到距离。
超 声 波 模 块
单 片 机
驱 动 芯 片
小 车 模 块
电源模块
智避障小车
开始
二、作品总体介绍
2、设计方案
在小车前进的过程中， 每隔一定时间启动超声波 检测障碍物位置及其距离， 定 当障碍物距离小于安全距 时 离，控制电机是小车转向 器 直到躲避障碍物。 中 断
初始化
启动超声波测距
是否小于安全距离
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——MSP430低功耗单片机应用设计大赛 电气学院 董帅 2013年5月12日
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目录
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作品背景意义 作品总体介绍 作品收获总结
作品团队成员 作品视频演示
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一、作品背景意义
随着汽车避障技术的广泛应用, 智能车的发展已成 为未来汽车发展的一个方向，开发一种无需驾驶员的 智能型汽车的任务,已经被社会所关注。 利用避障技术,汽车在行驶中能够自动转向刹车和 换档,因此车上无需驾驶员,乘车人可以随心所欲地谈话、 读书、工作、娱乐,车内成为一个充满乐趣的生活空间。 所以没有驾照的人也可以拥有自己的车。