智能小车设计方案--李松林
智能小车设计文档
目录一、智能小车硬件系统设计 .................... 错误!未定义书签。
1.1智能小车的车体结构选择............................................... 错误!未定义书签。
1.2智能小车控制系统方案................................................... 错误!未定义书签。
1.3电源系统设计................................................................... 错误!未定义书签。
1.4障碍物检测模块............................................................... 错误!未定义书签。
1.4.1超声波传感器......................................................... 错误!未定义书签。
1.5电机驱动模块................................................................... 错误!未定义书签。
1.5.1驱动电机的选择..................................................... 错误!未定义书签。
1.5.2转速控制方法......................................................... 错误!未定义书签。
1.5.3电机驱动模块......................................................... 错误!未定义书签。
1.6速度检测模块................................................................... 错误!未定义书签。
多样信息采集智能小车的设计
多样信息采集智能小车的设计一、智能小车的结构设计智能小车的结构设计主要包括车身、轮子、传感器、处理器等部件。
1. 车身车身是智能小车的主要支撑结构，它应该具备轻便、坚固、耐用等特点。
通常采用轻质合金材料或者碳纤维材料，以提高车身的强度和减轻车身的重量。
2. 轮子轮子是智能小车的底盘，它的设计直接关系到小车的行驶稳定性和灵活性。
通常采用橡胶轮胎，以提供良好的抓地力和减震性能。
3. 传感器传感器是智能小车的“眼睛”和“耳朵”，它可以实时监测周围环境的信息，并将信息传递给处理器进行分析和处理。
常用的传感器包括红外传感器、超声波传感器、摄像头等。
4. 处理器处理器是智能小车的“大脑”，它可以接收传感器传来的信息，做出相应的决策，并控制小车的行驶和动作。
常用的处理器包括单片机、微控制器、主控板等。
二、智能小车的功能设计智能小车的功能设计主要包括自动导航、多样信息采集和环境监测等功能。
1. 自动导航智能小车可以通过内置地图或者激光雷达等技术实现自动导航，可以在避开障碍物的按照预设的路线行驶。
这样可以大大提高小车的工作效率，减少人工干预。
2. 多样信息采集智能小车可以搭载各种传感器，实现多样信息的采集，包括环境温度、湿度、光照强度、空气质量、声音等多种信息。
这些信息可以为科研、环境监测、灾害救援等领域提供重要数据支持。
3. 环境监测智能小车可以通过传感器实时监测周围环境，包括监测地面的坡度、颜色和纹理、检测空气中的有害气体浓度等。
这些监测数据有助于提供环境变化的实时信息，为后续的数据分析和预测提供重要依据。
1. 工业生产智能小车可以在工厂或仓库内部进行自动化搬运和运输，大大提高了生产效率和减轻了人工劳动强度。
2. 环境监测智能小车可以在城市、森林、草原等环境中进行多样信息的采集和环境监测，为环境保护和资源管理提供重要数据支持。
3. 农业领域智能小车可以在农田内部进行土壤水分、温度、光照等多种信息的采集，为农业生产提供科学依据。
智能小车设计方案
智能小车设计方案第1篇智能小车设计方案一、项目背景随着科技的不断发展，智能小车在物流、家用、工业等领域发挥着越来越重要的作用。
为了满足市场需求，提高智能小车在各领域的应用效果，本项目旨在设计一款具有较高性能、安全可靠、易于操控的智能小车。
二、设计目标1. 实现智能小车的基本功能，包括行驶、转向、制动等；2. 提高智能小车的行驶稳定性和操控性能；3. 确保智能小车的安全性和可靠性；4. 增加智能小车的人性化设计，提高用户体验；5. 符合相关法律法规要求，确保方案的合法合规性。
三、设计方案1. 系统架构智能小车采用模块化设计，主要分为以下几个部分：（1）硬件系统：包括控制器、传感器、驱动器、电源模块等；（2）软件系统：包括控制系统软件、导航算法、用户界面等；（3）通信系统：包括无线通信模块、车载网络通信等；（4）辅助系统：包括车载充电器、车载显示屏等。
2. 硬件设计（1）控制器：选用高性能、低功耗的微控制器，负责整个智能小车的控制和管理；（2）传感器：包括速度传感器、转向传感器、碰撞传感器等，用于收集车辆运行状态信息；（3）驱动器：采用电机驱动，实现智能小车的行驶和转向；（4）电源模块：为整个系统提供稳定的电源供应。
3. 软件设计（1）控制系统软件：负责对硬件系统进行控制和管理，实现智能小车的各项功能；（2）导航算法：根据传感器收集的信息，结合地图数据，实现智能小车的自动导航；（3）用户界面：提供人性化的操作界面，方便用户对智能小车进行操控。
4. 通信设计（1）无线通信模块：实现智能小车与外部设备的数据传输，如手机、电脑等；（2）车载网络通信：实现车内各个模块之间的数据交换和共享。
5. 辅助系统设计（1）车载充电器：为智能小车提供便捷的充电方式；（2）车载显示屏：显示智能小车的运行状态、导航信息等。
四、合法合规性分析1. 硬件设计符合国家相关安全标准，确保智能小车的安全性；2. 软件设计遵循国家相关法律法规，保护用户隐私；3. 通信设计符合国家无线电管理规定，避免对其他设备产生干扰；4. 辅助系统设计符合国家环保要求，减少能源消耗。
智能小车毕业设计开题报告
智能小车毕业设计开题报告开题报告：智能小车毕业设计一、课题背景及意义智能小车是一种能够自动进行导航和控制的移动机器人，广泛应用于物流、仓储、无人驾驶、巡逻等领域。
随着人工智能和自动化技术的发展，智能小车在工业与商业领域的应用越来越广泛。
本毕业设计旨在设计和实现一款基于人工智能技术的智能小车，通过采用视觉传感器和深度学习算法，使智能小车具备自动导航、避障和路径规划等功能。
二、课题的主要研究内容1. 硬件设计：设计智能小车的机械结构和电路布局，包括车体、电机、传感器等部件的选型和搭建。
2. 软件设计：开发智能小车的控制程序，设计实时图像处理算法、路径规划算法和避障算法。
3. 仿真与实验：通过仿真软件对智能小车进行软件模拟和测试，通过实际实验对硬件进行测试和验证。
三、课题的技术路线与研究方法1. 技术路线：本课题主要采用传感器感知、决策控制和执行控制的技术路线。
通过视觉传感器获取环境信息，使用深度学习算法进行图像识别和目标检测，实现自动导航和避障功能。
同时，结合路径规划算法，完成路径选择和路径跟踪。
2. 研究方法：借鉴相关文献和技术资料，了解已有的智能小车设计方案和算法，分析其优缺点，结合项目的实际需求进行改进和创新。
通过软件仿真和实际实验进行系统的测试和验证。
四、课题的重要性和创新点1. 重要性：智能小车作为机器人领域的重要应用之一，具有广阔的市场前景和应用前景。
本毕业设计的实现将能够在工业和商业领域中提高效率和降低成本。
2. 创新点：本毕业设计从视觉传感器和深度学习算法出发，通过智能算法的引入，使智能小车具备更高级的感知和决策能力。
同时，通过路径规划算法的应用，能够实现智能小车的路径选择和路径跟踪。
五、预期成果1. 设计并搭建一款功能完善的智能小车，能够根据环境自动完成导航、避障和路径规划等功能。
2. 开发相应的控制程序和算法，实现智能小车的实时视觉处理、决策和执行控制。
3. 验证和评估智能小车的性能和准确性，分析与现有智能小车方案的优势和改进空间。
智能小车大赛活动方案
智能小车大赛活动方案1. 引言智能小车大赛是一个以推动科技创新和机器人技术发展为目的的活动。
通过参与者设计、制作和操控智能小车，活动旨在促进学生在工程技术、团队合作和创意思维方面的发展。
本文将介绍智能小车大赛的活动方案，包括目标、规则、准备工作和比赛流程等内容。
2. 目标智能小车大赛的主要目标是鼓励学生运用自己所学的知识和技能，设计并制作一辆智能小车。
通过比赛，参与者将有机会展示他们的创意和解决问题的能力。
同时，活动还旨在培养学生的团队合作和沟通能力，让他们了解到共同努力和合作的重要性。
3. 规则3.1 智能小车设计要求参与者需要设计一辆能够自主行驶的智能小车。
设计要求如下：•小车需要有能够感知周围环境的传感器，例如红外线传感器、超声波传感器等。
•小车需要有能够判断和处理传感器信息的控制系统，例如树莓派、Arduino等。
•小车需要能够执行指令并进行准确的移动和转向。
3.2 比赛规则比赛将分为不同阶段进行。
每个阶段的规则如下：•预赛阶段：参与者需要在规定时间内完成智能小车的制作和调试。
在预赛中，小车需要根据指定的路径在赛道上行驶并绕过障碍物。
•决赛阶段：根据预赛成绩，选出表现最好的参与者进入决赛。
在决赛中，小车需要在限定时间内完成更加复杂的任务，例如避开障碍物、寻找目标等。
3.3 比赛评判标准比赛将根据以下标准进行评判：•完成时间：小车在规定时间内完成任务的时间越短，评分越高。
•正确性：小车执行任务的准确度、稳定性和精确度。
•创意与创新：小车的设计和功能是否具有独特性和创新性。
4. 准备工作在活动开始之前，需要进行一些准备工作：•确定活动时间和地点。
•准备比赛所需的器材和环境，例如赛道、障碍物等。
•确定参与者的资格和报名方式，以及报名截止日期。
•宣传活动，吸引更多的参与者。
•组织培训课程，让参与者了解智能小车的基本知识和技术。
5. 比赛流程比赛的流程如下：1.预赛阶段：–参与者进行智能小车的设计和制作。
智能小车项目创意方案书
智能小车项目创意方案书1.引言1.1 概述概述部分的内容如下：智能小车项目旨在利用先进的技术，设计并制造一种能够自主导航、智能避障的小型车辆，以满足日常生活中对于便捷、智能化交通工具的需求。
本项目将利用最新的人工智能技术和传感器技术，打造一款可以智能感知周围环境、自主决策、并且能够适应不同路况和场景的智能小车。
通过本项目的实施，不仅可以提高交通的智能化水平，也能够为现代城市的交通管理和出行提供更多的便利和可能性。
1.2文章结构文章结构部分内容如下：文章结构部分旨在介绍本文的整体结构和内容安排。
本文共分为引言、正文和结论三大部分。
引言部分包括概述、文章结构和目的三个小节。
在概述部分将简要介绍智能小车项目的背景和意义，引出本文的主要内容。
文章结构部分将说明本文的各个部分的内容和组织方式。
目的部分将阐明本文撰写的目的和意义。
正文部分包括项目背景、创意方案介绍和技术实现方案三个小节。
在项目背景部分将阐述智能小车项目的相关背景信息和现状。
创意方案介绍部分将详细介绍智能小车项目的创意方案和设计理念。
技术实现方案部分将探讨智能小车项目的技术实现路径和方法。
结论部分包括总结、展望和结语三个小节。
在总结部分将对整篇文章进行概括归纳，强调本文的亮点和重点。
展望部分将对智能小车项目未来的发展趋势和可能的应用领域进行预测和展望。
结语部分将对整篇文章进行总结，展现作者对智能小车项目的热情和信心。
1.3 目的目的本文的目的是提出一个智能小车项目的创意方案，通过对项目背景、创意方案介绍以及技术实现方案的详细阐述，旨在展现项目的创新性和可行性。
同时，希望通过本文的阐述，能够吸引投资者和合作伙伴的关注，为项目的实施和推广提供支持。
另外，也希望通过该创意方案书的撰写，可以激发更多人对智能交通和智能汽车领域的兴趣，推动该领域的发展和应用。
2.正文2.1 项目背景项目背景：智能小车项目是一个基于人工智能和物联网技术的创新项目，旨在通过智能小车的设计和制作，展现现代科技的发展和应用。
智能小车设计方案
智能小车设计方案1 目标随着汽车工业的迅速发展，关于汽车的研究也越来越受人们的关注，而汽车的智能化已成为科技发展的新方向。
本设计就是在这样的背景下提出来的。
此次设计的简易智能小车是基于arm11控制及传感器技术的，实现的功能是小汽车可自动识别目标(比如一个小球)，根据小球方位, 控制电动小汽车的自动循迹。
通过摄像头采集视野范围图像并对图像处理进行目标识别，并由arm芯片和Linux操作系统来控制智能车。
2 基本功能智能小车要实现自动寻迹功能就必须要感知导引物,感知导引物相当给机器人一个视觉功能.因此本设计的基本功能是实现摄像头在arm开发板Linux操作系统下的驱动开发以及相关的图像处理。
关于引导物，目前选择一些简单的规则性物体，比如球形物体。
3 扩展功能在实现了识别引导物的功能的基础上。
加入对小车的控制，包括转向控制、速度控制、简单避障等功能。
转向控制和速度控制预想设计成闭环控制，根据引导物的状态来动态控制转向角度和速度。
以上两个闭环控制，在做出了相应的开环控制的基础上实现。
避障功能在以上所有功能都实现的基础上再做考虑，目前没有好的想法。
4 系统框图 a,完整硬件框图b,软件框图5 相关模块a, arm 开发板 友善之臂mini6410。
b, 普通usb 摄像头。
c ，驱动电机为直流电机Arm 开发板 搭载Linux 操作系统。
电机驱动 摄像头电源驱动电机以及转向电机 电机状态传感器 Linux 操作系统 摄像头驱动 图像处理 电机控制d, 转向电机为步进电机e, 电源模块，根据情况选择蓄电池或者直接使用线缆供电。
f，相关电机速度传感器（如果做成开环控制，则这些用不到，所以前期暂时不考虑）。
6 进度安排a，4月中完成arm板的熟悉和交叉开发环境的搭建。
b, 5月初完成摄像头驱动编写。
c, 5月中完成图像处理相关部分。
d，5月底开始小车制作。
e，6月初完成小车与开发板的连接。
f，6月中完成基本功能。
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。
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一．系统设计
1.1设计要求：
1.2车体方案论证与选择：二．硬件设计及说明
（一）、方案论证
（二）、具体设计与实现
三．软件设计及说明
四．附录
一．系统设计
本组智能小车的硬件主要有以STC89C52作为核心的主控器部分、自动循迹部分、显示部分、电机驱动部分，避障传感部分。
其中电机驱动部分和其他部分分别由两个不同的电源分开供电。
小车硬件系统结构示意图如下：
循迹模块
电源模块
避障模块
STC89C52
蜂鸣器
显示模块
L298驱动芯片
电
动
机
控制
1.1设计要求：
（1）基本要求：实现小车的前进后退，左转右转（按照程序预设）（2）扩展部分：实现小车自动循迹功能，避障功能。
1.2车体方案论证与选择：
方案一：自己动手制作电动车。
方案二：购买完整的车架车轮、电机及其驱动电路。
综合考虑之后决定选择方案一。
二．硬件设计及说明
（一）、方案论证
1．路面情况检测方案的选择
探测路面黑线的基本原理：光线照射到路面并反射，由于黑线和白纸对光的反射系数不同，可根据接收到的反射光强弱来判断黑线，可实现的方案有以下几种：
方案一：采用普通发光二极管及光敏电阻组成的发射接收方案，电路如图1-1所示。
该方案在实际使用时，容易受到外界光源的干扰，有
时甚至检测不到。
主要是因为可见光的反射效果跟地表的平坦程度、地表材料的反射情况均对检测效果产生直接影响。
虽然可采取超高亮度发光二极管降低一定的干扰，但这有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。
由于采用该有交流分量的调制信号，则可大幅度减少外界干扰；另外红外发射接受管的最大工作电流取决与平均电流，如果采用占空比小的调制信号，在平均电流不变的情况下，瞬时电流很大（50~100mA），则大大提高了信噪比。
并且其反映灵敏，外围电路也很简单。
电路如图1-2所示。
比较以上两种方案，方案二占有很大的优势，市场上很多红外光电探头也都是基于这个原理。
这样不但能准确完成测量，而且能避免电路的复杂性，因此建议选择方案二。
图1-1
图1-2
2．电动机的选择
方案一：采用步进电机，步进电机的一个显著特点就是具有快速启停能力，如果负荷不超过步进电机所能提供的动态转矩值，就能够立即使步进电机启动或反转。
另一个显著特点是转换精度高，正转反转控制灵活。
方案二：采用普通直流电机。
直流电动机具有优良的调速特性，调速平滑、方便，调整范围广；过载能力强，能承受频繁的冲击负载，可实现频繁的无级快速启动、制动和反转；能满足各种不同的特殊运
行要求。
由于普通直流电机更易于购买，并且电路相对简单，因此建议采用直流电机作为动力源。
3．电动机驱动方案的选择
方案一：采用电阻网络或数字电位器调整电动机的分压，从而达到调速目的。
但是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，且可能存在干扰。
更主要的问题在于一般电动机的电阻比较小，但电流很大，分压不仅会降低效率，而且实现很困难。
方案二：采用继电器对电动机的开与关进行控制，通过控制开关的切换速度实现对小车的速度进行调整。
这个电路的优点是电路较为简单，缺点是继电器的响应时间长，易损坏，寿命较短，可靠性不高。
方案三：采用四个大功率晶体管组成H桥电路，四个大功率晶体管分为两组，交替导通和截止，用单片机控制使之工作在开关状态，进而控制电动机的运行。
该控制电路由于四个大功率晶体管只工作在饱和与截止状态下，效率非常高，并且大功率晶体管开关的速度很快，稳定性也极强，是一种广泛采用的电路。
基于以上的分析，建议电动机驱动电路选择方案三。
4．障碍物探测方案的选择
方案一：脉冲调制的反射式红外发射接收器。
由于采用该有交流分量的调制信号，则可大幅度减少外界干扰；另外红外发射接受管的最大工作电流取决与平均电流，如果采用占空比小的调制信号，在平均电流不变的情况下，瞬时电流很大（50~100mA），则大大提高了信噪比。
并且其反映灵敏，外围电路也很简单。
电路工作原理如图1-2所示。
方案二：采用超声波传感器，如果传感器接受到反射的超声波，则通知单片机前方有障碍物，否则通知单片机可以向前行驶。
市场上很多红外光电探头也都是基于这个原理。
这样不但能准确完成测量，而且能避免电路的复杂性，因此建议选择方案一。
5．供电电源方案的选择
方案一：采用两个电源供电。
将电动机驱动电源与单片机以及其周电路电源完全隔离，利用光电耦合器传输信号。
这样可以使电动机驱动所造成的干扰彻底消除，提高了系统的稳定性，但是多一组电池，增加了车身重量，增大了小车的惯性。
方案二：采用单一电源供电。
电源直接给电动机供电，因电动机启动瞬间电流较大，会造成电源电压波动，因而控制与检测部分电路通过集成稳压块供电。
其供电电路比较简单，
通过比较，小车的机动性和灵活性更为重要，供电电路建议采用方案二为好。
（二）、具体设计与实现
单片机为小车的控制核心，电路由黑线检测模块，电机驱动模块，红外线探测模块，红外避障模块，等几部分构成。
（1）路面黑线检测设计与实现
当检测到黑线时，红外光管接收到反射回来的红外光，其输出立即发生高低电平跳变，该信号经放大整形后送单片机分析处理。
为保证小车沿黑线行驶，采用了两个检测器并行排列。
在小车行走过程中，若向左方向偏离黑线，则右侧的探头就会检测到黑线，把信号传给单片机。
，单片机控制车头向右转。
路面黑线检测电路如图1-3所示。
图1-3
（2）电动机驱动电路设计与实现
由四个大功率晶体管组成H 桥电路组成，四个晶体管分为两组，交替导通和截止，以保证小车完成前进、后退、左传、右转等运行动作。
本部分采用电机驱动芯片L298N，其管脚图与原理图如图1-4所示。
（3）避障部分的设计与实现
本部分采用E18-D80NK-N光电传感器，这是一种集发射与接收于一体的光电传感器，发射光经过调制后发出，接收头对反射
光进行解调输出。
有效的避免了可见光的干扰。
透镜的使用，也使得这款传感器最远可以检测80厘米距离，检测障碍物的距离可以根据要求通过尾部的电位器旋钮进行调节。
其外观如图1-5所示。
图1-4
图1-5
（4）显示部分的设计与实现
主要用RT1602来显示数据，电阻RV1用来调节显示器的背光亮度。
（LCD液晶具有功耗低、显示内容丰富、清晰，显示信息量大，显示速度较快等特点）电路如图1-6所示。
图1-6
三．软件设计及说明
系统软件流程图如下图所示：(系统程序的具体代码见附录二)
主程序流程图
循迹子函数流程图四．附录
附录一：系统元器件清单附录二：系统测试源程序。