智能小车硬件系统设计正文
《2024年基于Arduino的智能小车自动避障系统设计与研究》范文

《基于Arduino的智能小车自动避障系统设计与研究》篇一一、引言随着科技的不断发展,智能化和自动化成为现代社会发展的重要方向。
其中,智能小车作为智能交通系统的重要组成部分,具有广泛的应用前景。
自动避障系统作为智能小车的关键技术之一,对于提高小车的安全性和智能化水平具有重要意义。
本文将介绍一种基于Arduino的智能小车自动避障系统的设计与研究。
二、系统设计1. 硬件设计本系统采用Arduino作为主控制器,通过连接超声波测距模块、电机驱动模块、LED灯等硬件设备,实现对小车的控制。
其中,超声波测距模块用于检测小车前方障碍物的距离,电机驱动模块用于控制小车的运动,LED灯则用于指示小车的状态。
2. 软件设计本系统的软件设计主要包括Arduino程序的编写和上位机界面的开发。
Arduino程序采用C++语言编写,实现了对小车的控制、数据采集和处理等功能。
上位机界面则采用图形化界面设计,方便用户进行参数设置和系统监控。
三、自动避障原理本系统的自动避障原理主要基于超声波测距模块的测距数据。
当小车运行时,超声波测距模块不断检测前方障碍物的距离,并将数据传输给Arduino主控制器。
主控制器根据测距数据判断是否存在障碍物以及障碍物的距离,然后通过控制电机驱动模块,使小车进行避障动作。
四、系统实现1. 超声波测距模块的实现超声波测距模块通过发射超声波并检测其反射时间,计算出与障碍物的距离。
本系统中,超声波测距模块采用HC-SR04型号,具有测量精度高、抗干扰能力强等优点。
2. 电机驱动模块的实现电机驱动模块采用L298N型号的H桥驱动芯片,可以实现对电机的正反转和调速控制。
本系统中,通过Arduino的PWM输出功能,实现对电机的精确控制。
3. 系统调试与优化在系统实现过程中,需要进行多次调试和优化。
通过调整超声波测距模块的灵敏度、电机驱动模块的控制参数等,使系统达到最佳的避障效果。
同时,还需要对系统的稳定性、响应速度等进行测试和优化。
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。
智能小车硬件系统设计正文

1 引言智能作为现代的新发明,是以后的发展方向,它可以按照预先设定的模式在一个环境里自动的运作,不需要人为的管理,可使用于科学勘探等用途。
智能电动小车就是其中的一个体现。
设计者可以通过软件编程实现它的行进、绕障、停止的精确控制以及检测数据的存储、显示,无需人工干预。
因此,智能电动小车具有再编程的特性,是机器人的一种。
根据本设计的要求,确定如下方案:以AT89C51单片机为核心的控制电路,采用模块化的设计方案,运用光电传感器、金属探测传感器、超声波传感器组成不同的检测电路,实现小车在行驶中自动寻迹、探测预埋金属铁片、躲避障碍物等问题。
并将测量数据传送至单片机进行处理,然后由单片机根据所检测的各种数据实现对电动小车的智能控制。
这种方案能实现对电动小车的运动状态进行实时控制,控制灵活、可靠,精度高,可满足系统的各项要求。
本设计采用了比较先进的AT89C51为控制核心,功耗很低。
该设计具有实际意义,可以使用于考古、机器人、娱乐等许多方面。
尤其是在足球机器人研究方面具有很好的发展前景;在考古方面也使用到了超声波传感器进行检测。
所以本设计和实际相结合,现实意义很强。
1.1 智能电动小车设计概述随着计算机、微电子、信息技术的快速进步,智能化技术的开发速度越来越快 ,智能度越来越高 ,使用范围也得到了极大的扩展。
在海洋开发、宇宙探测、工农业生产、军事、社会服务、娱乐等各个领域。
智能电动小车系统以迅猛发展的汽车电子为背景,涵盖了控制、模式识别、传感技术、电子、电气、计算机、机械等多个学科。
主要由路径识别、角度控制及车速控制等功能模块组成[2]。
同时,当今机器人技术发展的如火如荼,其使用在国防等众多领域得到广泛开展。
神五、神六升天、无人飞船等等无不得益于机器人技术的迅速发展。
一些发达国家已把机器人制作比赛作为创新教育的战略性手段。
如日本每年都要举行诸如“NHK杯大学生机器人大赛”、“全日本机器人相扑大会”、“机器人足球赛”等各种类型的机器人制作比赛,参加者多数为学生,目的在于通过大赛全面培养学生的动手能力、创造能力、合作能力和进取精神,同时也普及智能机器人的知识。
《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。
《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、引言随着人工智能与自动控制技术的快速发展,智能小车已经广泛应用于各种领域,如物流配送、环境监测、智能家居等。
本文将详细介绍一种自循迹智能小车控制系统的设计与实现过程,该系统能够根据预设路径实现自主循迹、避障及精确控制。
二、系统设计(一)系统概述自循迹智能小车控制系统主要由控制系统硬件、传感器模块、电机驱动模块等组成。
其中,控制系统硬件采用高性能单片机或微处理器作为主控芯片,实现对小车的控制。
传感器模块包括超声波测距传感器、红外线测距传感器等,用于感知周围环境并实时传输数据给主控芯片。
电机驱动模块负责驱动小车行驶。
(二)硬件设计1. 主控芯片:采用高性能单片机或微处理器,具备高精度计算能力、实时响应和良好的可扩展性。
2. 传感器模块:包括超声波测距传感器和红外线测距传感器。
超声波测距传感器用于测量小车与障碍物之间的距离,红外线测距传感器用于检测小车行驶路径上的标志线。
3. 电机驱动模块:采用直流电机和电机驱动器,实现对小车的精确控制。
4. 电源模块:为整个系统提供稳定的电源供应。
(三)软件设计1. 控制系统软件采用模块化设计,包括主控程序、传感器数据处理程序、电机控制程序等。
2. 主控程序负责整个系统的协调与控制,根据传感器数据实时调整小车的行驶状态。
3. 传感器数据处理程序负责对传感器数据进行处理和分析,包括距离测量、方向判断等。
4. 电机控制程序根据主控程序的指令,控制电机的运转,实现小车的精确控制。
(四)系统实现根据设计需求,通过电路设计与焊接、传感器模块的安装与调试、电机驱动模块的安装与调试等步骤,完成自循迹智能小车控制系统的硬件实现。
在软件方面,编写各模块的程序代码,并进行调试与优化,确保系统能够正常运行并实现预期功能。
三、系统功能实现及测试(一)自循迹功能实现自循迹功能通过红外线测距传感器实现。
当小车行驶时,红外线测距传感器不断检测地面上的标志线,并根据检测结果调整小车的行驶方向,使小车始终沿着预设路径行驶。
《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,智能小车作为智能交通系统的重要组成部分,在日常生活和工业生产中得到了广泛的应用。
自循迹智能小车控制系统作为小车的核心部分,其设计与实现对于提高小车的自主导航能力和运行效率具有重要意义。
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。
二、系统需求分析在系统设计之前,首先需要对自循迹智能小车控制系统的需求进行分析。
该系统需要具备以下功能:能够自主循迹、避障、路径规划以及实时反馈信息等功能。
此外,还需要考虑系统的实时性、稳定性和可靠性。
在明确了需求之后,我们才能有针对性地进行系统设计。
三、硬件设计自循迹智能小车的硬件设计主要包括传感器模块、控制模块、驱动模块和电源模块等部分。
传感器模块包括红外传感器、摄像头等,用于检测道路信息和障碍物信息;控制模块采用高性能的微控制器,负责处理传感器信息并发出控制指令;驱动模块根据控制指令驱动小车前进、后退、左转或右转;电源模块为整个系统提供稳定的电源。
四、软件设计软件设计是自循迹智能小车控制系统的核心部分,主要包括算法设计和程序编写。
算法设计包括循迹算法、避障算法和路径规划算法等。
循迹算法通过分析道路信息,使小车沿着预定路线行驶;避障算法通过分析障碍物信息,使小车能够及时避开障碍物;路径规划算法根据实时道路信息和障碍物信息,为小车规划出最优路径。
程序编写采用C语言或Python等编程语言,实现算法的逻辑控制和数据交互。
五、系统实现在硬件和软件设计完成后,开始进行系统的实现。
首先,将传感器模块与微控制器连接,实现传感器信息的采集与传输;其次,编写程序实现算法的逻辑控制和数据交互;最后,对驱动模块进行控制,使小车按照预定路线行驶。
在实现过程中,需要注意系统的实时性、稳定性和可靠性。
六、实验与测试为了验证自循迹智能小车控制系统的性能,我们进行了实验与测试。
首先,在室内和室外环境下进行循迹实验,测试小车是否能够准确沿着预定路线行驶;其次,进行避障实验,测试小车是否能够及时避开障碍物;最后,进行路径规划实验,测试小车是否能够根据实时道路信息和障碍物信息规划出最优路径。
《2024年基于STM32的智能小车研究》范文

《基于STM32的智能小车研究》篇一一、引言随着科技的不断进步,智能小车已经成为人们日常生活中不可或缺的一部分。
本文旨在探讨基于STM32的智能小车的研究,详细阐述其设计原理、实现方法及实际应用价值。
STM32系列微控制器以其高性能、低功耗的特点,为智能小车的开发提供了强大的硬件支持。
二、智能小车设计概述智能小车是一种集成了传感器、控制器、执行器等设备的自动驾驶小车。
它可以根据环境变化自动规划路径,实现自主导航、避障、信息采集等功能。
基于STM32的智能小车设计主要包括硬件设计和软件设计两个部分。
硬件设计主要包括STM32微控制器、电机驱动模块、传感器模块、电源模块等。
其中,STM32微控制器作为核心部件,负责整个系统的控制与协调。
电机驱动模块用于驱动小车的运动,传感器模块用于感知环境信息,电源模块为整个系统提供稳定的电源。
软件设计主要包括操作系统、算法实现、通信协议等。
操作系统负责管理系统的软硬件资源,算法实现包括路径规划、避障算法、控制算法等,通信协议用于实现小车与上位机之间的数据传输与控制。
三、硬件设计1. STM32微控制器STM32微控制器是智能小车的核心部件,它具有高性能、低功耗、丰富的外设接口等特点。
在智能小车的设计中,我们选用了适合的STM32系列微控制器,如STM32F4系列,以满足小车的性能需求。
2. 电机驱动模块电机驱动模块用于驱动小车的运动。
它包括电机、编码器、驱动电路等部分。
电机采用直流无刷电机或步进电机,具有较高的控制精度和较低的噪音。
编码器用于检测电机的转速和方向,为控制算法提供反馈信息。
驱动电路则负责将微控制器的控制信号转换为电机能够识别的驱动信号。
3. 传感器模块传感器模块用于感知环境信息,包括红外传感器、超声波传感器、摄像头等。
这些传感器可以实时检测小车周围的障碍物、路况等信息,为路径规划和避障算法提供数据支持。
四、软件设计1. 操作系统操作系统负责管理系统的软硬件资源,包括任务调度、内存管理、设备驱动等。
《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。
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1 引言智能作为现代的新发明,是以后的发展方向,它可以按照预先设定的模式在一个环境里自动的运作,不需要人为的管理,可应用于科学勘探等用途。
智能电动小车就是其中的一个体现。
设计者可以通过软件编程实现它的行进、绕障、停止的精确控制以及检测数据的存储、显示,无需人工干预。
因此,智能电动小车具有再编程的特性,是机器人的一种。
根据本设计的要求,确定如下方案:以AT89C51单片机为核心的控制电路,采用模块化的设计方案,运用光电传感器、金属探测传感器、超声波传感器组成不同的检测电路,实现小车在行驶中自动寻迹、探测预埋金属铁片、躲避障碍物等问题。
并将测量数据传送至单片机进行处理,然后由单片机根据所检测的各种数据实现对电动小车的智能控制。
这种方案能实现对电动小车的运动状态进行实时控制,控制灵活、可靠,精度高,可满足系统的各项要求。
本设计采用了比较先进的AT89C51为控制核心,功耗很低。
该设计具有实际意义,可以应用于考古、机器人、娱乐等许多方面。
尤其是在足球机器人研究方面具有很好的发展前景;在考古方面也应用到了超声波传感器进行检测。
所以本设计与实际相结合,现实意义很强。
1.1 智能电动小车设计概述随着计算机、微电子、信息技术的快速进步,智能化技术的开发速度越来越快 ,智能度越来越高 ,应用范围也得到了极大的扩展。
在海洋开发、宇宙探测、工农业生产、军事、社会服务、娱乐等各个领域。
智能电动小车系统以迅猛发展的汽车电子为背景,涵盖了控制、模式识别、传感技术、电子、电气、计算机、机械等多个学科。
主要由路径识别、角度控制及车速控制等功能模块组成[2]。
同时,当今机器人技术发展的如火如荼,其应用在国防等众多领域得到广泛开展。
神五、神六升天、无人飞船等等无不得益于机器人技术的迅速发展。
一些发达国家已把机器人制作比赛作为创新教育的战略性手段。
如日本每年都要举行诸如“NHK杯大学生机器人大赛”、“全日本机器人相扑大会”、“机器人足球赛”等各种类型的机器人制作比赛,参加者多数为学生,目的在于通过大赛全面培养学生的动手能力、创造能力、合作能力和进取精神,同时也普及智能机器人的知识。
从某种意义上来说,机器人技术反映了一个国家综合技术实力的高低,而智能电动小车是机器人的雏形,它的控制系统的研制将有助于推动智能机器人控制系统的发展,同时为智能机器人的研制提供更有利的手段。
随着汽车工业的迅速发展,关于汽车的研究也就越来越受人关注。
全国电子竞赛和省内电子竞赛几乎每次都有智能小车这方面的题目,全国各高校也都很重视该题目的研究。
可见其研究意义很大。
本设计是结合科研项目而确定的设计类课题。
设计的智能电动小车能够实现在行驶中自动寻迹、探测预埋金属铁片、实时显示铁片数目,躲避障碍物,实时显示铁片数目最后在光源的引导下到达目的地,停车。
1.2 智能电动小车的设计依据在国内外,智能化系统主要采用单片机作为控制核心。
因此,单片机的发展将有助于智能化技术的开发。
在本设计中,采用比较先进的AT89C51单片机为控制核心,它的功耗很低。
单片机技术发展至今,掌握最先进技术的仍然是国外的几大公司。
如Intel 公司发展的MCS-51系列的新一代产品,如8xC152、80C51FA/FB、80C51GA/GB、8xC451、8xC452,还包括了Philips、Siemens、ADM、Fujutsu、OKI、Harria-Metra、ATMEL等公司以80C51为核心推出的大量各具特色﹑与80C51兼容的单片机。
新一代的单片机的最主要的技术特点是向外部接口电路扩展,以实现Microcomputer完善的控制功能为己任,可连接一些外部接口功能单元如A/D、PWM、PCA(可编程计数器阵列)﹑WDT(监视定时器)﹑高速I/O口、计数器的捕获/比较逻辑等。
这一代单片机中,在总线方面最重要的进展是为单片机配置了芯片间的串行总线,为单片机应用系统设计提供了更加灵活的方式。
Philips公司还为这一代单片机80C51系列8xC592单片机引入了具有较强功能的设备间网络系统总线---CAN(Controller Area Network BUS)2 智能电动小车设计方案比较2.1 总体方案论证与比较方案一、采用AT89C51单片机作为整机的控制单元。
以AT89C51单片机为核心的控制电路,采用模块化的设计方案,运用光电传感器、金属探测传感器、超声波传感器组成不同的检测电路,实现小车在行驶中自动寻迹、探测预埋金属铁片、躲避障碍物、光源的引导等问题。
并将测量数据传送至单片机进行处理,然后由单片机根据所检测的各种数据实现对电动小车的智能化控制[3]。
在本系统中,反射式红外光电传感器检测黑线,然后将信号传送到单片机系统进行处理,使小车沿轨道自主行走;电感式接近开关电路代替金属传感器探测预埋在轨道下的金属铁片,并发出声光信息进行提示;;采用H型脉冲宽度调制(PWM)全桥式驱动电路控制电机的转向,实现电动小车的正反向行驶、快慢速行驶及转弯;采用LED实时显示小车行驶的时间。
此系统比较灵活,采用软件方法来解决复杂的硬件电路部分,使系统硬件简洁化,各类功能易于实现,具有高度的智能化、人性化,一定程度体现了智能,能满足系统的要求。
此方案的基本原理如图2.1所示。
图2.1 智能小车运行基本原理图框图方案二、采用各类数字电路来组成电动小车的控制系统。
采用数字电路对外围探测轨迹信号,检测金属信号,避障信号,寻找光源信号分部进行处理。
但对输入输出都是模拟量的小装置,如果采用数字化方案,则要先用A/D转换器将模拟量转换为数字量,经过数字电路处理后,再经D/A转换器将数字量转换为模拟量。
这样必然带来高成本、电路复杂等缺点。
因此,本方案灵活性不高,效率低,不利于电动小车智能化的扩展。
同时,对各路信号处理也比较困难。
比较以上两种方案的优缺点,方案一简洁、灵活、可扩展性好,能达到设计要求,因此本设计采用方案一来实现。
2.2探测轨迹模块方案比较在本设计中,要求电动小车沿着路面的黑色轨道行驶。
其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,可以根据接收到的反射光强弱来判断是否是黑线。
利用这个原理,可以控制电动小车行走的路迹。
下面几种方案是根据本原理设计的。
方案一、采用发光二极管发光,用光敏二极管接收。
由于光敏二极管受可见光的影响较大,稳定性差,所以放弃该方案。
方案二、利用光敏电阻组成光敏探测器。
光敏电阻的阻值可以跟随周围环境光线的变化而变化。
当光线照射到白线上面时,光线发射强烈,光线照射到黑线上面时,光线发射较弱。
因此光敏电阻在白线和黑线上方时,阻值会发生明显的变化。
将阻值的变化值经过比较器就可以输出高低电平。
但是这种方案受光照影响很大,不能够稳定的工作。
方案三、采用反射式红外线光电传感器。
红外探测法,即利用红外线在不同颜色的物体表面具有不同的反射性质的特点[4]。
在小车行驶过程中不断地向地面发射红外光,当红外光遇到白色纸质地板时发生漫反射,反射光被装在电动小车上的接收管接收;如果遇到黑线则红外光被吸收,电动小车上的接收管接收不到红外光。
单片机根据是否收到反射回来的红外光来确定黑线的位置,从而控制小车的行走路线。
采用红外线发射,外面可见光对接收信号的影响较小,再用射极输出器对信号进行隔离。
红外线光电传感器的特点是尺寸小、使用方便、工作状态受温度影响小。
它的外围电路简单。
因此本方案易于实现,也比较可靠。
所以本设计采用反射式红外线光电传感器。
2.4避障模块方案比较考虑到在测障过程中小车车速及反应调向速度的限制,小车应在距障碍物40CM的范围内做出反应,这样在顺利绕过障碍物后,可寻找到最佳的位置和方向。
否则,如果范围太大,则可能产生对障碍物的判断失误;范围过小又很容易造成车身撞上障碍物或虽绕过障碍物却无法实现理想定向。
根据上述要求,提出以下方案。
方案一、采用激光传感器探测障碍物。
该传感器能非常准确地测出障碍物的存在,但价格高,处理复杂,不符合该设计的要求。
方案二、采用超声波传感器探测障碍物。
超声波传感器安装于小车前端,在规定的检测距离内,当探测到障碍物时,超声波传感器给出脉冲信号至单片机,单片机检测到该信号后,调整小车的方向,以控制小车准确地绕过障碍物,而且避免因小车自然转弯而导致的盲目方向控制。
这样不但能准确完成测量,而且能避免电路的复杂性。
同时,超声波传感器具有频率高、波长短、绕射现象小,特别是方向性好、能够成为射线而定向传播等特点。
超声波对液体、固体的穿透本领很大,尤其是在光线不透明的固体中,它可穿透几十米的深度。
超声波碰到杂质或分界面会产生显著反射,形成回波,碰到活动物体能产生多普勒效应。
因此超声波检测广泛应用在工业、国防、生物医学等方面[6]。
智能电动小车应以准确、智能见优,因此采用超声波传感器探测障碍物。
2.5寻找光源模块方案比较方案一、采用多只方向性较强的光敏二极管作光源定位器。
若干定位器在水平面上按不同角度展开,在寻找光源时根据每个定位器接收到的光线强弱(有无)得出光源的方位。
该方案若采用方向性较强的光敏二极管作为光源定位器,要么是需要很多的器件,要么是难以检测到光源的方向。
方案二、利用由光敏电阻组成的光控开关电路。
利用光敏电阻阻值随光强弱变化的特性组成光控开关电路,检测光源。
光敏电阻是用光电导体制成的光电器件,又称光电管,它是基于半导体内光电效应工作的。
当无光照射时,光敏电阻值(暗电阻)很大,电路中电流很小。
当光敏电阻受到一定波长范围的光照时,它的阻值(亮电阻)急剧减少,因此电路中电流迅速增加。
光敏电阻具有很高的灵敏度、很好的光谱特性,光谱响应从紫外区一直到红外区,而且体积小、重量轻、性能稳定,因此在自动化技术中得到了广泛的应用。
综合考虑到上述方案的优缺点,本设计采用光敏电阻组成的光控开关电路。
2.6显示模块方案比较方案一、采用LED数码管显示。
在系统中要用到多只LED数码管进行动态显示即可达到要求。
其优点是价格便宜,寿命长。
缺点是只能显示0~9的数字和一些简单的字符,电路设计繁锁,且占用空间。
方案二、采用LCD1602液晶显示器。
LCD广泛应用于微型计算机控制系统中。
与LED相比,它具有功耗低,抗干扰能力强,体积小,廉价的特点,且有良好的人机界面,直观,显示效果漂亮。
目前已广泛应用在各种显示领域。
另外,LCD在大小和形状上更加灵活,接口简单,不但可以显示数字、字符,而且可以显示汉字和图形,因此在袖珍仪表、医疗仪器、分析仪器及低功耗便携式仪器中,LCD已成为一种占主导地位的显示器件【8】。
LED数码显示价格便宜,在课程设计中用到的比较多,比较熟悉,设计要求中数码管只用来显示铁片个数,用一位LED数码显示足够,因此,本设计采用LED数码管显示。