基于C51智能循迹小车讲解28页PPT
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智能循迹小车答辩课堂PPT
智能寻迹小车硬件设计
图4 H桥式电路
直流电机驱动电路图:
智能寻迹小车硬件设计
图 5 电机驱动电路
1.主程序流程图：
智能寻迹小车软件设计
开始 系统初始化
否 X、Y 路口信号？
是
小车执行X、Y路口命令 实现S路线行驶
奇数圈 否
偶数圈 否
寻迹
是 左拐
是 左拐
寻迹
是 straight 直走
否
是
left
左拐
场地示意图
设计要求
图1
功能介绍
设计要求
• 万向轮在前，可沿引导线逆时针方向运行一周，全程时间不
超过3分钟；
• 万向轮在前，可沿引导线逆时针方向运行两周，并且每周从E
到F必须经过不同的S形路径；
• 万向轮在前，小车每一圈行驶的S形路线要与上一圈行驶的路
线不同。
小车总体结构
智能寻迹小车的总体设计方案
电机模块比较
• 采用直流减速电机，配合L298N驱动芯片组合。 • 采用步进电机，配合L298N驱动芯片组合。
智能寻迹小车硬件设计
循迹模块:
利用红外线对于不同颜色具有不同的反射性质的特点。在小车行驶 过程中传感器的红外发射二极管不断发射红外光，当红外光遇到白色地 面时发生漫发射，红外对管接收管接受到反射光；如果遇到黑线则红外 光被吸收，则红外对管接收管接收不到信号（反射光）.
➢选题背景 ➢系统设计要求 ➢智能寻迹小车总体设计方案 ➢智能循迹小车硬件设计 ➢智能循迹小车软件设计 ➢结论
目录
选题背景
自第一台工业机器人诞生以来，制造能替代人工作的机器一直是人类 的梦想。
中国自1978年把“智能模拟”作为国家科学技术发展规划的主要研究 课题，开始着力研究智能化。
《自动循迹小车》课件
自动循迹小车PPT课件 大纲
,
汇报人：
目录
01 添 加 目 录 项 标 题 03 自 动 循 迹 小 车 的 硬
件设计
05 自 动 循 迹 小 车 的 调 试与测试
02 自 动 循 迹 小 车 的 概 述
04 自 动 循 迹 小 车 的 软 件设计
06 自 动 循 迹 小 车 的 优 化与改进
Part One
自动循迹小车的组成
传感器：用于检测道路信 息，如红外传感器、超声 波传感器等
控制器：用于处理传感器 信息，控制小车的运动， 如单片机、微控制器等
驱动系统：用于驱动小车 运动，如直流电机、步进 电机等
机械结构：用于支撑小车， 如底盘、车轮等
电源系统：为小车提供电 力，如电池、电源适配器 等
软件系统：用于控制小车 运动，如嵌入式操作系统、 控制算法等
驱动方式： PWM控 制或H桥 驱动
驱动电路： 电源、控 制电路、 保护电路 等
驱动参数： 转速、扭 矩、电流 等
驱动性能： 响应速度、 稳定性、 效率等
驱动接口： 与主控板 的连接方 式及协议
传感器模块
传感器类型：红外传感器、超声波传感器等 传感器功能：检测障碍物、检测路径等 传感器安装位置：小车前端、侧面等 传感器工作原理：红外反射、超声波反射等
优化控制策略： 提高控制精度， 减少控制误差
优化硬件配置： 提高硬件性能， 减少硬件瓶颈
性能提升措施
优化算法：提高 小车的寻迹速度 和准确性
硬件升级：更换 更高性能的电机 和传感器
软件优化：优化 小车的控制程序， 提高响应速度和 稳定性
结构优化：改进 小车的结构设计， 提高其稳定性和 耐用性
应用拓展方向
,
汇报人：
目录
01 添 加 目 录 项 标 题 03 自 动 循 迹 小 车 的 硬
件设计
05 自 动 循 迹 小 车 的 调 试与测试
02 自 动 循 迹 小 车 的 概 述
04 自 动 循 迹 小 车 的 软 件设计
06 自 动 循 迹 小 车 的 优 化与改进
Part One
自动循迹小车的组成
传感器：用于检测道路信 息，如红外传感器、超声 波传感器等
控制器：用于处理传感器 信息，控制小车的运动， 如单片机、微控制器等
驱动系统：用于驱动小车 运动，如直流电机、步进 电机等
机械结构：用于支撑小车， 如底盘、车轮等
电源系统：为小车提供电 力，如电池、电源适配器 等
软件系统：用于控制小车 运动，如嵌入式操作系统、 控制算法等
驱动方式： PWM控 制或H桥 驱动
驱动电路： 电源、控 制电路、 保护电路 等
驱动参数： 转速、扭 矩、电流 等
驱动性能： 响应速度、 稳定性、 效率等
驱动接口： 与主控板 的连接方 式及协议
传感器模块
传感器类型：红外传感器、超声波传感器等 传感器功能：检测障碍物、检测路径等 传感器安装位置：小车前端、侧面等 传感器工作原理：红外反射、超声波反射等
优化控制策略： 提高控制精度， 减少控制误差
优化硬件配置： 提高硬件性能， 减少硬件瓶颈
性能提升措施
优化算法：提高 小车的寻迹速度 和准确性
硬件升级：更换 更高性能的电机 和传感器
软件优化：优化 小车的控制程序， 提高响应速度和 稳定性
结构优化：改进 小车的结构设计， 提高其稳定性和 耐用性
应用拓展方向
基于单片机智能小车ppt课件
本次设计的智能小车是沿黑线行驶的，由于黑纸和白色纸质地板对光线的 反射系数不同，因此可以通过反射光的强弱来使小车沿着黑线行驶。其具体工 作过程如下：小车沿白色纸质地板行驶，安装在小车下的红外发光二极管发射 红外线信号，遇到白线时，红外线会被反射回来，被光敏三极管吸收，光敏三 极管将会被导通，比较器输出低电平；遇到黑线时，红外线信号被黑色吸收， 不会反射回来光敏三极管处于截止状态，比较器输出高电平。将检测到的信号 送到单片机I/O口，当I/O口检测到高电平的信号时，表明红外线信号被黑色吸 收，小车正在沿黑线行驶，没有偏离轨道；当I/O口检测到低电平的信号时，表 明红外线被反射回来，被光敏三极管吸收，小车检测到了白色，已偏离了轨迹 ，需要调用循迹子程序来纠正轨迹。左边检测到白色时小车右转、右边检测到 白色时小车左转、两边都检测到白色时小车会自动停车、两边都检测不到白线 时，表明小车正在沿着预定轨迹行驶，没有偏离轨迹。 智能小车的避障也是通过这一原理实现的，不同的是避障电路安装位置不 同，避障电路安装在小车的车头，当有障碍物时红外线会被反射回来，比较器 输出低电平，无障碍物时，无红外线反射回来，比较器输出低电平，左边检测 到障碍物时小车右转、右边检测到障碍物时小车左转、两边都检测到障碍物时 小车会自动停车、两边都检测不到障碍物时，小车会按原定路线继续向前行驶。 这里就不再做详细的介绍了。
如上图所示，为HS1838的接受到的红外码。在没有信号输入 时，HS1838输出高电平，有信号输入时，接收到红外码时首先输 出9ms的低电平，再输出4.5ms的引导码，接着输出数据。数据0 是0.56ms的低电平和0.56ms的高电平，数据1是0.56ms的低电平 和1.68ms的高电平。可见0和1的区别在于高电平持续时间的长短 不同，根据这个区别我们就可以见别出0和1了。但是在解码之前 需要判断引导码，如果引导码不正确就不解码，所谓判断引导码， 就是看看是否有9ms的低电平和4.5ms的高电平。
智能循迹小车ppt文档全文预览
REPORTING
THANKS
感谢观看
别和跟踪。
优化控制算法
采用PID控制、模糊控制等算法， 提高小车行驶的稳定性和准确性。
完善硬件设计
优化电路设计、电机驱动、电源 管理等硬件模块，提升小车性能。
拓展应用场景
将智能循迹小车应用于仓储物流、 智能家居等领域，验证其实用性
和可靠性。
未来研究方向探讨
多传感器融合技术
研究如何将多种传感器信息进行融合， 提高小车的环境感知能力和适应性。
调试技巧和优化策略
调试技巧
在调试过程中，可以采用分模块调试的方法，逐个验证每个模块的功能是否正常；同时，可以利用串口通信等手 段，实时输出调试信息，帮助定位问题。
优化策略
针对循迹算法的优化，可以采用动态阈值调整的方法，提高轨迹检测的准确性；针对电机控制的优化，可以采用 PID控制算法，提高小车的行驶稳定性和速度控制精度。此外，还可以通过硬件升级、算法改进等手段，进一步 提高智能循迹小车的性能。
深度学习技术应用
探索深度学习在智能循迹小车中的应 用，如通过神经网络实现更复杂的路 径规划和决策。
多车协同控制技术
研究多辆智能循迹小车之间的协同控 制策略，实现更高效、灵活的群体协 作。
智能化与自主化
进一步提升小车的智能化水平，如实 现自主导航、避障、路径规划等功能， 使其更加适应复杂环境。
2023
2023
REPORTING
智能循迹小车ppt文档 全文预览
2023
目录
• 智能循迹小车概述 • 智能循迹小车硬件设计 • 软件编程与算法实现 • 性能测试与结果分析 • 挑战与解决方案探讨 • 总结与展望
2023
PART 01
智能循迹小车精讲PPT课件
2024/1/27
22
地图构建技术探讨
增量式地图构建
随着机器人的移动不断更新地图信息。
多机器人协同建图
利用多个机器人的感知信息共同构建环境地 图。
2024/1/27
23
导航策略优化方向
动态避障
实时感知环境中的动态障碍物，并调整路径规划以避免碰撞。
2024/1/27
24
导航策略优化方向
多目标点导航
代码实现
在循迹算法的基础上，增加避障逻辑。当检测到障碍物时，根据避障策略调整小车的运动状态，同时更新路径信 息，确保小车能够安全地绕过障碍物并继续沿着预定路径行驶。
2024/1/27
15
调试技巧与经验分享
调试技巧
使用仿真工具进行前期验证，可以大大缩短开发周期；在实际调试过程中，可以采用分模块调试的方 法，逐一验证各个模块的功能和性能。
智能循迹小车精讲 PPT课件
2024/1/27
1
目 录
2024/1/27
• 智能循迹小车概述 • 智能循迹小车硬件组成 • 软件编程与算法实现 • 路径规划与导航策略 • 无线通信与远程控制 • 性能测试与评估指标 • 总结与展望
2
01
智能循迹小车概述
2024/1/27
3
定义与发展历程
2024/1/27
适用于无权图，能找到最短路径。
A*算法
引入启发式函数，提高搜索效率。
18
路径规划方法比较
RRT（快速扩展随机树）
通过随机采样构建路径，适用于高维空间和 复杂环境。
2024/1/27
PRM（概率路线图法）
构建连通图后进行路径搜索，适用于静态环 境。
19
自动循迹小车-PPT课件
基于单片机的智能寻迹小车的设计
小车沿线自动行驶
• 1.智能寻迹小车的研究意义 • 2.系统模块组成结构
• 3.系统硬件设计
• 4.系统软件设计 • 5 实验测试
1.智能寻迹小车的研究意义
大家在新闻中都看到过登月小车 或者听说过无人驾驶车吧
在那些人类很难适应、或无法进入的工 作环境中，我们可以看到它们的身影。
40 39 38 37 36 35 34 33 32 31 30 29 28 27 26 25 24 23 22 21
1 0K 1 0K 1 0K 1 0K 1 0K 1 0K 1 0K 1 0K
VCC 4 7K 4 7K 4 7K 4 7K 1K
VCC
V SS RS(CS) RW( SI D ) V D D E (SCL K ) V0
1 28 6 4
从单片机
键盘
液晶显示
单片机系统电路
/RST NC VOUT LEDK LEDA
D B0 D B1 D B2 D B3 D B4 D B5 D B6 D B7 PSB
• 电源电路
• L298电机控制驱动：
小车光电采样电路
3.2 寻迹电路原理
a.采样电路原理框图
采 样 电 路 1 P 2 .7
采 样 电 路
2
P 2 .6
采 样 电 路
3
P 2 .5
采 样 电 路
4
P 2 .4
采 样 电 路
5
P 2 .3
图
7
光 电 采 样 原 理 框 图
提示
红外发射管
红外接收管
VCC
红外发射管
10K R21 8 VCC 3 U1C 4.7K R17 R18 200
小车沿线自动行驶
• 1.智能寻迹小车的研究意义 • 2.系统模块组成结构
• 3.系统硬件设计
• 4.系统软件设计 • 5 实验测试
1.智能寻迹小车的研究意义
大家在新闻中都看到过登月小车 或者听说过无人驾驶车吧
在那些人类很难适应、或无法进入的工 作环境中，我们可以看到它们的身影。
40 39 38 37 36 35 34 33 32 31 30 29 28 27 26 25 24 23 22 21
1 0K 1 0K 1 0K 1 0K 1 0K 1 0K 1 0K 1 0K
VCC 4 7K 4 7K 4 7K 4 7K 1K
VCC
V SS RS(CS) RW( SI D ) V D D E (SCL K ) V0
1 28 6 4
从单片机
键盘
液晶显示
单片机系统电路
/RST NC VOUT LEDK LEDA
D B0 D B1 D B2 D B3 D B4 D B5 D B6 D B7 PSB
• 电源电路
• L298电机控制驱动：
小车光电采样电路
3.2 寻迹电路原理
a.采样电路原理框图
采 样 电 路 1 P 2 .7
采 样 电 路
2
P 2 .6
采 样 电 路
3
P 2 .5
采 样 电 路
4
P 2 .4
采 样 电 路
5
P 2 .3
图
7
光 电 采 样 原 理 框 图
提示
红外发射管
红外接收管
VCC
红外发射管
10K R21 8 VCC 3 U1C 4.7K R17 R18 200
基于51单片机循迹智能小车
小车走翘翘板摘要本次设计的简易智能电动车采用简单的人工智能技术，使用AT89C52作为小车的检测和控制核心。
根据题目设定的行进及具体要求，分别采用红外传感器进行寻迹行驶、黑带采集及变速行驶，采用霍尔元件对小车行驶过程中的速度进行测量，并在终点进行行驶路程的测量，采用直流减速电机对小车实行较精确定位，由LCD显示出各项功能知识。
由数码管进行行驶时间显示，由蜂鸣器及LED构成声光提示电路。
最后，小车的运行过程中的各种自动化过程由单片机通过编程实现。
关键词：AT89C52 红外传感器减速电机光电管霍尔元件一、方案比较1．轨迹探测模块设计与比较方案一：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。
方案二：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，在小车行驶过程中不断红外发射管发出红外线，当发出的红外线照射到白色的平面后反射，若红外接收管能接收到反射回的光线则检测出白线继而输出低电平，若接收不到发射管发出的光线则检测出黑线继而输出高电平。
单片机就是通过接收到的高低电平为依据来确定黑线的位置和小车的行走路线。
对于发射和接收红外线的红外探头，可以自己制作或直接采用集成式红外探头。
经测试，此种方法简单可靠。
经反复对比后，采用方案二。
1、控制电机方案比较方案一：利用步进电机的准确定长步进性能方便的实现调速和方向的偏转，且能准确的测量速度、路程以及时间，简化编程和硬件连接的工作量。
但是步进电机在与机械配合的小车改装上难度极大，非短时间所能完成。
该方案实现较困难。
方案二：用玩具小车上自带的双直流电机，只需对后轮电机进行简单改造，加上一个齿轮减速装置即可，两电机分别负责小汽车的驱动和转向的功能，依据外围红外反射传感器所采集到的信息可以补足直流电机定位不准的缺点，同时红外反射传感器的使用还能实现比较准确的寻迹行驶，用较好的控制算法及特色硬件来提高小车的整体性能，可具有很高的性能/价格比。
【推选文档】智能循迹小车PPT
若有障碍物，自动停车； 本轨迹为8字形的轨道。 4． 控制小车电路电源与电动机电源光电隔离，信号经过光隔传输; 本轨迹为8字形的轨道。 本轨迹为8字形的轨道。 小车整体照片 、分别为前进驱动的控制端。 经试验，本系统运行稳定。 小车启动电源后由起点出发,完成自动循迹任务,如遇障碍物能自动停止。 小车启动电源后由起点出发,完成自动循迹任务,如遇障碍物能自动停止。 优化的软件设计，智能的自动控制. 本轨迹为8字形的轨道。 本设计采用单片机（89C51）作为小车的传感器信号接收与处理，即控制核心，循迹黑线用放射式红外传感器GFK106，利用PWM技术动态控制小 车的速度，实现智能控制。 小车启动电源后由起点出发,完成自动循迹任务,如遇障碍物能自动停止。
• 1 、主控模块。 本轨迹为8字形的轨道。
小车启动电源后由起点出发,完成自动循迹任务,如遇障碍物能自动停止。 、分别为前进驱动的控制端。
• 2 、电机驱动模块。 本设计采用单片机（89C51）作为小车的传感器信号接收与处理，即控制核心，循迹黑线用放射式红外传感器GFK106，利用PWM技术动态控制小
小车启动电源后由起点出发,完成自动循迹任务,如遇障碍物能自动停止。 光线照射到物体并返回，由于物体的反射系数不同，可根据接收到的反射光强弱判断是否有黑线或是障碍物。
• 、分别为前进驱动的控 本车探测能力较强,可直接对铺设路面的黑带和障碍物进行探测.
小车启动电源后由起点出发,完成自动循迹任务,如遇障碍物能自动停止。
车的速度，实现智能控制。
• 3 、信号采集模块。 4． 控制小车电路电源与电动机电源光电隔离，信号经过光隔传输;
、分别为前进驱动的控制端。 本轨迹为8字形的轨道。 本轨迹为8字形的轨道。
主控模块
• 采用AT89C51作为核 光线照射到物体并返回，由于物体的反射系数不同，可根据接收到的反射光强弱判断是否有黑线或是障碍物。
• 1 、主控模块。 本轨迹为8字形的轨道。
小车启动电源后由起点出发,完成自动循迹任务,如遇障碍物能自动停止。 、分别为前进驱动的控制端。
• 2 、电机驱动模块。 本设计采用单片机（89C51）作为小车的传感器信号接收与处理，即控制核心，循迹黑线用放射式红外传感器GFK106，利用PWM技术动态控制小
小车启动电源后由起点出发,完成自动循迹任务,如遇障碍物能自动停止。 光线照射到物体并返回，由于物体的反射系数不同，可根据接收到的反射光强弱判断是否有黑线或是障碍物。
• 、分别为前进驱动的控 本车探测能力较强,可直接对铺设路面的黑带和障碍物进行探测.
小车启动电源后由起点出发,完成自动循迹任务,如遇障碍物能自动停止。
车的速度，实现智能控制。
• 3 、信号采集模块。 4． 控制小车电路电源与电动机电源光电隔离，信号经过光隔传输;
、分别为前进驱动的控制端。 本轨迹为8字形的轨道。 本轨迹为8字形的轨道。
主控模块
• 采用AT89C51作为核 光线照射到物体并返回，由于物体的反射系数不同，可根据接收到的反射光强弱判断是否有黑线或是障碍物。