智能感应小车的设计与实现
《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。
智能小车的设计与制作

智能小车的设计与制作(二)引言概述智能小车作为当今智能科技领域的一项重要研究课题,具有广泛的应用前景和深远的影响力。
在智能小车的设计与制作过程中,需要综合应用计算机科学、机械工程、电子技术等多个学科领域的知识和技术。
本文将对智能小车的设计与制作进行详细阐述,旨在为从事相关领域研究的人员提供一些指导和参考。
正文内容:一、硬件设计1.选择合适的底盘结构:根据智能小车的用途和环境要求来选择合适的底盘结构,包括四轮驱动、两轮驱动、全向轮等类型。
2.电源系统设计:设计合理的电源系统,包括电池容量的选择、充电电路的设计以及电源管理模块的选用。
3.传感器选择和布局:根据智能小车的功能需求,选择合适的传感器,如红外线传感器、超声波传感器、摄像头等,并合理布局在小车上。
4.控制器选用:根据小车的复杂程度和功能要求,选择合适的控制器,如单片机、Arduino、树莓派等。
5.软件与硬件协同设计:设计合理的软件与硬件协同设计方案,确保硬件能够有效地被控制和驱动。
二、感知与决策系统1.数据采集与处理:通过传感器采集环境信息,并进行合理的数据处理与滤波,从而得到准确的环境状态信息。
2.环境地图构建:基于传感器数据和定位系统,构建环境地图,并将其应用于路径规划、避障等问题。
3.目标检测与识别:通过图像处理和机器学习技术,进行目标检测与识别,实现对场景中目标物体的感知与识别。
4.位置与姿态估计:利用定位系统和传感器数据,对小车的位置与姿态进行估计,以便实现精确的运动控制。
5.决策与规划算法:根据环境信息和目标要求,设计有效的决策与规划算法,使小车能够做出正确的决策和路径规划。
三、运动控制系统1.底盘控制算法:设计底盘控制算法,实现小车的运动控制,包括速度控制、转向控制等。
2.摄像头云台控制:设计摄像头云台控制算法,实现对摄像头方向的控制,以便进行目标跟踪和图像采集。
3.避障算法:设计避障算法,使小车能够基于传感器数据来避免障碍物,保障行驶的安全性。
智能小车设计

引言概述:智能小车设计是指在技术和的支持下,通过智能算法和感知技术,使小车能够自主地感知周围环境,并以最优的路径和行为执行任务。
智能小车设计被广泛应用于各个领域,如物流、仓储、安防、医疗等,为人们的生产和生活带来了便利和效率。
本文将从五个大点出发,详细阐述智能小车设计的关键技术和应用。
正文内容:一、感知技术1.传感器技术:智能小车设计应用各种传感器,如激光雷达、摄像头、超声波传感器等,实现对周围环境的感知,以确保小车能够准确地识别障碍物和目标位置。
2.环境建模与定位:通过建立环境模型和定位算法,智能小车可以实时获取自身的位置信息,并通过感知技术对环境进行三维建模,以实现精确定位和路径规划。
二、路径规划与导航1.算法设计:智能小车设计需要采用合适的路径规划算法,如A算法、Dijkstra算法等,以实现最优路径的计算。
2.动态避障:智能小车在遇到障碍物时,需要实时调整路径,避免碰撞和延误。
因此,设计中需要考虑动态避障算法的可行性和实用性。
三、决策与控制1.智能决策:智能小车需要根据感知信息和任务需求,做出相应的决策。
设计中需要考虑如何将技术应用于决策过程中,以提供最优的行为选择。
2.控制系统设计:智能小车的控制系统需要具备高效稳定的性能,能够实现对速度、方向等参数的准确控制,以确保小车能够按照预定的路径和行为执行任务。
四、通信与联网1.无线通信技术:智能小车设计需要借助无线通信技术,实现与其他设备或系统的信息交互,以提供更多的智能化服务和功能。
2.云计算与大数据:智能小车可以通过云计算平台实现数据的存储和分析,从而提高决策过程的准确性和效率。
五、应用领域1.物流与仓储:智能小车可以应用于物流和仓储行业,实现货物的自动搬运和库存管理,提高工作效率和减少人力成本。
2.安防与巡检:智能小车可以作为安防巡检的辅助工具,实现对建筑物、园区等地方的检查和监控。
3.医疗与护理:智能小车可以应用于医疗和护理领域,为患者提供快速、便捷的服务,如送药、送餐等。
智能循迹小车设计与实现

智能循迹小车设计与实现摘要:智能循迹小车是一种能够根据预设的路径自动行驶的装置。
本文主要介绍了智能循迹小车的设计与实现过程,包括硬件设计、软件编程以及测试和优化等内容。
通过使用光电传感器和电机驱动模块,实现了小车的自动行驶功能。
实验结果表明,智能循迹小车能够准确地沿着指定的路径行驶。
关键词:智能循迹小车,光电传感器,电机驱动模块1.引言智能循迹小车是一种基于传感器和控制模块的自动驾驶装置。
它能够通过感知周围环境并根据预先设定的路径进行行驶。
智能循迹小车在工业生产、仓储管理和物流配送等领域具有广泛的应用前景。
本文主要介绍了智能循迹小车的设计与实现过程。
2.硬件设计主控模块采用单片机作为核心处理器,并配备了存储器、通信接口和控制信号输出等功能。
传感器模块主要由光电传感器组成,用于感知小车当前位置和行驶方向。
执行器模块由电机驱动模块组成,用于控制小车的移动。
3.软件编程传感器数据采集模块负责读取光电传感器的输出信号,并进行信号处理和滤波。
路径规划模块通过分析传感器数据,确定小车当前位置和行驶方向,并根据预设的路径规划算法,确定下一步行驶方向。
运动控制模块通过调节电机驱动模块的输入信号,控制小车的运动。
4.测试与优化为了验证智能循迹小车的性能,我们进行了一系列的测试和优化。
首先,我们对传感器进行了校准,以确保其输出信号的准确性。
然后,我们在实际场景中对小车进行了测试,包括行驶精度、速度和稳定性等方面的测试。
根据测试结果,我们对软件进行了调优,并对硬件进行了优化,以提高智能循迹小车的性能。
5.结论本文介绍了智能循迹小车的设计与实现过程。
通过使用光电传感器和电机驱动模块,我们实现了小车的自动行驶功能。
实验表明,智能循迹小车能够准确地沿着指定的路径行驶。
未来,我们将进一步改进小车的设计和算法,以提高其性能和适应性。
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。
《2024年自循迹智能小车控制系统的设计与实现》范文

《自循迹智能小车控制系统的设计与实现》篇一一、引言随着科技的不断发展,智能化技术逐渐深入到各个领域,其中,自循迹智能小车作为智能控制技术的重要应用之一,在物流、安防、科研等领域有着广泛的应用前景。
本文将详细介绍自循迹智能小车控制系统的设计与实现过程,包括系统架构、硬件设计、软件设计、实验结果及未来展望等方面。
二、系统架构设计自循迹智能小车控制系统主要由传感器模块、控制模块和执行模块三部分组成。
传感器模块负责获取环境信息,控制模块负责处理传感器信息并发出控制指令,执行模块则根据控制指令驱动小车运动。
系统架构设计应遵循模块化、可扩展、可维护的原则,以便于后续的升级和维护。
三、硬件设计1. 传感器模块设计传感器模块包括超声波测距传感器、红外线避障传感器、摄像头等。
其中,超声波测距传感器用于测量小车与障碍物之间的距离,红外线避障传感器用于检测前方是否有障碍物,摄像头则用于获取环境图像信息。
这些传感器通过数据线与控制模块相连,实现信息的实时传输。
2. 控制模块设计控制模块是整个系统的核心,采用微控制器作为主控芯片,通过编程实现控制算法。
微控制器应具备高性能、低功耗、易于编程等特点。
此外,控制模块还应包括电源管理模块、通信模块等,以实现电源管理和与其他设备的数据交互。
3. 执行模块设计执行模块主要包括电机和驱动电路。
电机采用直流电机或步进电机,驱动电路则负责将控制模块发出的控制指令转换为电机的运动指令。
执行模块应具备高效率、低噪音、长寿命等特点。
四、软件设计1. 控制系统软件设计控制系统软件主要包括主控程序和各传感器驱动程序。
主控程序负责实现自循迹算法、避障算法等核心控制逻辑,传感器驱动程序则负责获取传感器信息并传输给主控程序。
软件设计应遵循代码可读性、可维护性、可扩展性等原则,以便于后续的升级和维护。
2. 算法设计自循迹算法是本系统的关键技术之一,通过图像处理和路径规划等技术实现小车的循迹功能。
避障算法则用于检测前方障碍物并规划避障路径,保证小车的安全行驶。
智能小车设计 (2)

智能小车设计引言智能小车是一种具备自主导航和智能控制功能的机械装置,广泛应用于工业、农业、物流和家居等领域。
本文将介绍智能小车的设计原理、硬件组成和软件控制等方面内容,以帮助读者了解智能小车的基本知识和设计过程。
设计原理智能小车的设计原理基于嵌入式系统和机器人技术。
它通过激光雷达、摄像头、超声波传感器等传感器获取周围环境信息,利用这些信息进行地图构建和路径规划,从而实现自主导航功能。
同时,智能小车还可以通过电机驱动轮子进行移动,通过各种控制算法实现具体的功能需求。
硬件组成智能小车的硬件组成主要包括以下几个模块:1. 控制中心控制中心是智能小车的大脑,它可以是一个单片机、处理器或者微控制器。
控制中心负责接收传感器的数据,进行数据处理和决策,并通过电机驱动实现小车的运动控制。
2. 传感器模块传感器模块是智能小车的感知器官,它可以包括激光雷达、摄像头、超声波传感器等。
这些传感器可以实时获取周围环境的信息,如障碍物位置、地图构建等,并将这些信息传输给控制中心进行处理。
3. 电机驱动模块电机驱动模块用于控制小车的运动。
一般情况下,智能小车使用直流电机或步进电机作为动力源,通过电机驱动器实现精确的运动控制。
控制中心可以根据传感器模块获取的环境信息控制电机的转动方向和速度,从而实现小车的导航和移动。
4. 电源模块电源模块为智能小车提供所需的电能。
根据小车的功耗情况,可以选择使用锂电池、酸性电池或者太阳能电池等不同类型的电源。
电源模块需要能够提供稳定的电压和电流,以保证智能小车的正常运行。
软件控制智能小车的软件控制是实现其智能功能的关键。
软件控制主要涉及以下几个方面:1. 嵌入式软件嵌入式软件是指运行在智能小车控制中心的软件,它主要负责接收传感器数据、进行数据处理和决策,并控制电机驱动模块实现小车的运动。
嵌入式软件一般使用C/C++语言编写,具备高效性和实时性。
2. 算法设计算法设计是智能小车设计的核心。
包括地图构建算法、路径规划算法、避障算法等。
智能小车设计实验报告

智能小车设计实验报告简介智能小车是一种集机械、电子、计算机和通信技术于一体的设备。
通过传感器收集环境信息、通过处理器进行运算、通过电机实现运动,具有自动避障、巡线、遥控等功能。
本实验旨在设计一种智能小车,并测试其在避障和巡线任务中的性能。
设计方案硬件1. 底盘:使用一块稳定且坚固的底板作为小车的基础结构,确保小车运动时的稳定性。
2. 电机:选用两个直流电机,用于驱动小车前进和转向,通过电机控制模块与处理器进行通信。
3. 传感器:- 超声波传感器:用于探测前方障碍物距离,实现智能避障功能。
- 红外线传感器:用于检测地面上的黑白线,实现巡线功能。
4. 处理器:采用Arduino开发板作为处理器,接收传感器数据,根据算法控制电机的运动。
5. 电源:选择一个稳定且容量适当的电池供电。
软件1. 避障算法:- 获取超声波传感器数据。
- 判断是否存在前方障碍物。
- 若存在障碍物,根据距离远近调整电机转速和方向。
- 否则,前进。
- 循环执行以上步骤。
2. 巡线算法:- 获取红外线传感器数据。
- 判断当前传感器是否在黑线上。
- 若在黑线上,调整电机转速和方向。
- 否则,旋转寻找黑线。
- 循环执行以上步骤。
实验过程避障功能测试1. 搭建实验场地,放置障碍物。
2. 小车启动后,执行避障算法,前进并实时检测前方障碍物。
3. 当检测到障碍物时,小车自动调整转速和方向,避免碰撞。
4. 实时记录小车克服障碍物的时间和距离。
巡线功能测试1. 在地面上绘制黑白线条,构建巡线场地。
2. 小车启动后,执行巡线算法,沿着黑线行驶。
3. 当检测到离线时,小车调整转速和方向,重新寻找黑线。
4. 实时记录小车完成巡线任务所花费的时间和路径。
实验结果与分析避障功能在实验中,小车能够成功避开放置的障碍物,且响应迅速,避免了碰撞。
通过记录的时间和距离可以评估小车的避障性能,进而对算法进行优化。
巡线功能在巡线任务中,小车能够识别黑线,并且根据需要进行转向。
- 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)。
智能感应小车的设计与实现摘要:智能小车由于外接了传感器,可以在很大程度上实现感知、思维和效应方面模拟人的行为,而且也可以通过我们的操作去改变它原本的行为。
他是结合人工智能的试验,可以全面考察人工智能各个领域的技术,研究两者之间的关系。
更重要的一点是它可以代替人在有害环境中进行作业。
在未来对于从事危险工作、航空考察、深海探测等方面都能做出巨大贡献。
本课题结合实际应用设计和实现了一款具有蓝牙控制、WIFI控制、循迹行走、红外避障和超声波避障功能的智能感应小车。
论文首先介绍了当前国内外的背景以及发展趋势,并且对系统硬件部分进行简单的说明。
其次对红外传感器、蓝牙外接模块、WIFI模块、超声波传感器的工作原理和电路图进行分析,最终根据实际将红外传感器、超声波传感器、WIFI模块和蓝牙模块应用到智能小车的设计与开发中,开发出了一款具有特色的智能小车。
关键词:红外避障,人体感应,WIFI控制,蓝牙控制,超声波避障目录第1章绪论 (1)1.1研究背景和意义 (1)1.2 课题研究方法和内容 (2)1.2.1 研究方法 (2)1.2.2研究内容 (2)1.3 论文结构安排 (2)第2章智能感应小车的实现条件 (4)2.1 相关技术 (4)2.2 开发工具和开发环境 (4)第3章智能感应小车的需求分析 (5)3.1 总体目标 (5)3.2 总体需求分析 (5)3.3 用户需求分析 (5)3.4 功能性需求分析 (9)第4章智能感应小车的系统设计 (11)4.1 总体设计 (11)4.2 硬件设计 (11)4.2.1 主控制模块 (14)4.2.2 电源模块 (14)4.2.3 电机模块 (15)4.4 流程图设计 (15)4.4.1 蓝牙控制模块流程 (15)4.4.2 WIFI控制模块流程 (16)4.4.3 循迹行走模块流程 (17)4.4.4 避障模块流程 (18)第5章智能感应小车系统实现 (21)5.1 蓝牙控制模块的实现 (21)5.2 WIFI控制模块的实现 (22)5.3 循迹行走模块的实现 (23)5.4 避障模块的实现 (25)5.4.1 红外避障模块的实现 (25)5.4.2 超声波避障模块的实现 (26)第6章智能感应小车系统测试 (28)6.1 系统测试 (28)6.1.1 系统测试的目的 (28)6.1.2 系统测试所需环境及设备 (28)6.1.3 本系统概测试流程 (28)6.2 系统的功能测试 (29)6.2.1 蓝牙控制功能测试 (29)6.2.2 WIFI控制功能测试 (30)6.2.3 循迹行进功能测试 (30)6.2.4 避障功能测试 (30)6.3 系统的非功能测试 (31)6.3.1 兼容性测试 (31)6.3.2 响应时间 (31)6.4 测试总结 (31)第1章绪论1.1研究背景和意义随着电子技术、计算机技术和制造技术的飞速发展,数码相机、DVD、洗衣机、汽车等消费类产品越来越呈现机电一体化、智能化、小型化等趋势。
智能化作为现代社会的新产物,是以后的发展方向,它可以按照预先设定的模式在一个特定的环境里自动的运作,无需人为管理,便可以完成预期所要达到的或是更高的目标。
智能小车,也称轮式机器人,是一种以汽车电子为背景,涵盖控制、模式识别、传感技术、电子、电气、计算机、机械等多科学的科技创意设计,通常主要由路径识别、速度采集、角度控制及车速控制等模块组成。
一般而言,智能车系统要求小车在白色的场地上,通过控制小车的转向角和车速,使小车能自动地沿着一条任意给定的黑色带状引导线行驶。
本次课题设计以此为背景,设计一种简易的运动小车,运用直流电机对小车进行速度和正反向的运动控制,通过单片机来控制直流电机的工作,从而实现对整个小车系统的运动控制。
智能小车的研究、开发和应用涉及传感技术、电气技术、电气控制技术、智能控制等学科,智能控制技术是一门跨科学的综合性技术,当代研究十分活跃,应用日益广泛的领域。
智能作为现代社会的新产物,是以后的发展方向,它可以按照预先设定的模块在一个特定的环境里自动的运行,可运用于科学勘探等用途,无需人为的管理,便可以完成预期所要达到的或者更高的目标。
智能机器人正在代替人们完成这些任务,凡不宜有人直接承担的任务,均可由智能机器人代替,可以适应不同环境,不受温度、湿度等条件的影响,完成危险地段,人类无法介入等特殊情况下的任务,智能小车就是其中的一个体现。
对于智能小车研究还可以从以下方向展开:在小车上装摄像头进行实时视频监控采集,通过无线传给远端的主机,主机可以发送命令给小车,执行相应的动作等等。
还可以扩展其他的模块。
就可以广泛的应用于科学研究、地址勘探、危险搜索、智能救援等。
1.2 课题研究方法和内容1.2.1 研究方法智能感应小车的实现必需拥有能胜任的运动系统、可靠的导航系统、精确的感知能力。
它必需具备自主性、交互性以及适应性。
自主性是指智能感应小车能根据对路面黑线的检测根据规定的路线实现循迹行走;交互性是指小车与环境、小车与人之间获取信息、处理和理解并且执行命令;适应性是指小车可以通过感应器了解周围的环境,实现避障。
该控制电路主要由一片单片机组成。
STC89C52RC主要实现对路面黑线是检测,以纠正小车的行走方向;以及控制小车的匀速行驶。
主要运用STC89C52RC的知识,模电的相关知识和了解红外传感器、超声波传感器、人体红外传感器的工作原理。
1.2.2研究内容1.循迹行走的研究:对小车如何循迹进行介绍,由于小车是根据传感器来确定方向,所以行走的过程中选择的可能不是最佳路线,所以设计黑线通过循迹来规划小车的行走路线,让小车自主检测黑线执行循迹行走。
2.红外感应避障的研究:小车通过超声波传感器/红外传感器探测障碍物,根据指令调整小车行进路径,避开障碍物后可以继续行走。
3.蓝牙控制的研究:用电脑连接蓝牙,通过键盘控制小车的前进、后退、转弯行走。
4.WIFI控制研究:小车上搭载WiFi模块,手机配网后通过微信无线遥控小车的运动。
1.3 论文结构安排本论文一共分为五个部分,具体内容安排如下:第1章:绪论。
主要介绍智能感应小车的研究背景以及对其的开发意义和对系统的主要现实应用场景进行介绍。
第2章:实现智能感应小车所需的相关技术,开发工具以及开发环境的介绍。
第3章:智能感应小车的需求分析。
根据用户需求和各个功能模块进行分析介绍。
第4章:智能感应小车系统设计。
介绍数据库的总体设计、硬件设计以及设计原则。
确立关系模型,在此基础上确保系统功能的实现。
第5章:智能感应小车系统的实现。
介绍实现的功能、实现的方法、思路和所用技巧以及对应的技术工具和外接传感器模块等。
第6章:智能感应小车的系统测试。
详细介绍系统测试的目的和测试所需的设备以及环境搭建。
对系统的测试流程、功能测试、非功能测试和测试总结的呈现。
最后,对本课题进行总结。
第2章智能感应小车的实现条件2.1 相关技术1.蓝牙控制:支持设备短距离通信的无线电技术,在本实验中用作蓝牙遥控,实现手机与智能感应小车之间的无线信息交换。
2.WIFI控制:无线遥控技术,根据传输的控制指令信号控制小车实现作业。
3.红外感应避障:通过斯密特触发器缓冲,推动三极管和红外发光管来发射已经调制的红外线,控制小车车头左右红外发光管轮流发射信号,探测障碍物。
4.超声波避障:超声波是一种高于20kHz的声波,并且指向性更强。
声波在发射过程中遇到物体会反射,并且可以由已知的速度检测出于障碍物之间的距离,探测到物体后单片机会根据指令对小车行进做出合理调整,实现避障功能。
5.红外循迹:循迹是指在地面探测黑线行走,由于地板对光线的反射系数不同,利用红外线在不同颜色的物体表面具有不同的反射性质特点,可以根据接收到的反射光的强弱来判断“道路”。
单片机就是否收到反射回来的红外光为依据来确定黑线的位置,并且调整电机转向来改变小车的行进路径。
2.2 开发工具和开发环境1.Keil C51编译软件,用于编译调试代码,并且生成.hex文件2.STC-ISP程序烧录工具,用于将编译成功后的.hex文件烧录到单片机上3.Windows10系统4.障碍物地形,用于实现避障5.黑线地形布置,用于实现循迹行走第3章智能感应小车的需求分析3.1 总体目标实现蓝牙控制、WIFI控制、循迹行走和避障功能,并且保障智能感应小车具备自主性、交互性和适应性。
对用户的操作即时作出反应并且正常执行,特定地形能够实现自主避障行走,循迹行走等功能。
3.2 总体需求分析设计一种基于超声波感应避障和红外避障的小车移动平台,外接蓝牙和WIFI模块实现智能感应小车与人之间获取信息、处理和理解并且执行命令;借助超声波和红外模块,智能感应小车通过与环境之间的交互并且实现循迹、避障任务。
3.3 用户需求分析操作者:可以使用手机通过蓝牙连接智能感应小车从而操控小车的行为;可以通过WIFI连接使用手机进行远程操控;布置特定的黑线地形,小车根据黑线实现循迹行走;布置特定的障碍地形,小车检测障碍物后实现避障行走。
操作者图3.1 智能感应小车系统用例图蓝牙控制模块用例规约如下:表3.1 蓝牙模块控制用例WIFI控制模块用例规约如下:表3.2 WIFI控制模块用例循迹行走模块用例规约如下:表3.3 循迹行走模块用例避障模块用例规约如下:表3.4 避障模块用例3.4 功能性需求分析本系统反应了智能感应小车与人之间、智能感应小车与环境之间的关系。
具体的功能模块图如下:图3.2 智能感应小车系统功能模块图本系统的主要功能模块如下:1.蓝牙控制模块:可以通过蓝牙连接智能感应小车从而操控小车的行为。
2.WIFI控制模块:可以通过WIFI连接使用手机进行远程操控。
3.避障模块:通过超声波/红外传感器检测当前小车所处环境,可以在设定的安全通过距离内向前行驶,在检测到障碍物时按照设定的旋转角度,由单片机控制舵机更改行驶方向实现转弯,并且进一步判断前方有无障碍物,无障碍物的情况下再次判定前方通道是否大于最小的行驶距离,以此实现避障功能。
4.循迹模块:通过红外探头检测地形,探测到黑线可以根据黑线的轨迹行走。
第4章智能感应小车的系统设计4.1 总体设计图4.1 系统总体框架图根据上图可以看出本系统主要有六大板块,分别是蓝牙控制模块、WIFI控制模块、超声波避障模块、红外感应模块、电机驱动模块以及电源模块。
本系统采用STC89C52RC单片机作为核心控制单元用于智能车系统的控制,智能感应小车车头正中间的超声波传感器检测前方障碍物,用于判断是否需要转弯,车体左右两边各有一个红外避障头,用于检测跑道两边的墙,防止小车碰到墙壁。
本实验是为了实现超声波避障、红外避障、循迹行进、蓝牙控制和WIFI控制等功能,从而为一些危险作业甚至是人类无法探寻的区域进行探测并能且回馈数据。