智能车制作全过程
智能循迹小车实验报告
摘要本设计主要有单片机模块、传感器模块、电机驱动模块以及电源模块组成，小车具有自主寻迹的功能。
本次设计采用STC公司的89C52单片机作为控制芯片，传感器模块采用红外光电对管和比较器实现，能够轻松识别黑白两色路面，同时具有抗环境干扰能力，电机模块由L298N芯片和两个直流电机构成，组成了智能车的动力系统，电源采用7.2V的直流电池，经过系统组装，从而实现了小车的自动循迹的功能。
关键词智能小车STC89C52单片机L298N 红外光对管1绪论随着科学技术的发展，机器人的设计越来越精细，功能越来越复杂，智能小车作为其的一个分支，也在不断发展。
在近几年的电子设计大赛中，关于小车的智能化功能的实现也多种多样，因此本次我们也打算设计一智能小车，使其能自动识别预制道路，按照设计的道路自行寻迹。
2设计任务与要求采用MCS-51单片机为控制芯片（也可采用其他的芯片），红外对管为识别器件、步进电机为行进部件，设计出一个能够识别以白底为道路色，宽度10mm 左右的黑色胶带制作的不规则的封闭曲线为引导轨迹并能沿该轨迹行进的智能寻迹机器小车。
3方案设计与方案选择3.1硬件部分可分为四个模块：单片机模块、传感器模块、电机驱动模块以及电源模块。
3.1.1单片机模块为小车运行的核心部件，起控制小车的所有运行状态的作用。
由于以前自己开发板使用的是ATMEL公司的STC89C52，所以让然选择这个芯片作为控制核心部件。
STC89C52是一种低损耗、高性能、CMOS八位微处理器，片内有4k字节的在线可重复编程、快速擦除快速写入程序的存储器，能重复写入/擦除1000次，数据保存时间为十年。
其程序和数据存储是分开的。
3.1.2传感器模块方案一：使用光敏电阻组成光敏探测器采集路面信息。
阻值经过比较器输出高低电平进行分析，但是光照影响很大，不能稳定工作。
方案二：使用光电传感器来采集路面信息。
使用红外光电对管，其结构简明，实现方便，成本低廉，没有复杂的图像处理工作，因此反应灵敏，响应时间少。
智能循迹小车详细制作过程
第二届“飞思卡尔”杯全国大学生智能汽车邀请赛技术报告目录第一章引言 (1)1.1 智能车制作概述 (1)1.2 参考文献综述 (1)1.3 技术报告内容与结构 (1)第二章设计方案概述 (3)2.1 总体设计 (3)2.2 具体方案 (3)2.2.1 道路识别模块 (3)2.2.2 速度检测模块 (4)第三章模型车整体设计 (5)3.1 机械部分的调整 (5)3.2 传感器设计与安装 (5)3.2.1 光电管安装： (5)3.2.2 摄像头安装： (6)3.2.3 测速装置 (7)第四章硬件电路设计 (9)4.1 整体介绍 (9)4.2 各模块电路介绍 (10)第五章控制算法实现 (15)5.1 总体软件设计 (15)5.2 路径识别算法 (16)5.2.2 基于光电管的模糊控制算法 (16)5.2.2 基于CMOS的算法 (18)5.2.3 两者的结合 (20)5.3 速度控制算法 (20)第六章调试及主要问题解决 (23)6.1 调试工具 (23)6.2 调试过程 (24)6.3 主要技术参数说明 (25)第七章结论 (27)附录A 参考书目 (I)附录B 部分程序...................................................................................... I I第一章引言1.1 智能车制作概述本队在小车制作过程中，先对比赛内容，要求与规则进行了详细分析，然后按照要求制订了几种设计方案，并对几种方案进行比较敲定最后方案。
根据方案完成小车的总体设计和详细设计（包括底层硬件设计和总体软件设计），在完成了车模组装和改造后，完成了各个模块的硬件电路设计与安装，并进行了控制算法的设计和软件实现，最后进行了整车的调试和优化。
1.2 参考文献综述方案设计过程中参考了一些相关文献，如参考文献所列。
例如文献 1 与 2 单片机嵌入式系统在线开发方法。
智能小车跟随系统的设计与制作分析
本科毕业论文( 设计)题目：智能小车跟从系统的设计与制作学院：物理与电子科学学院班级：姓名：指导教师：职称：达成日期：年月日智能小车跟从系统的设计与制作纲要 :此刻，小车跟从系统正处于研发与试用阶段，它有着多方面的优势：一方面 , 充足利用现有的道路资源，有效缓解交通堵塞；另一方面，能够大幅提升驾驶的安全性，减少交通事故的发生。
因此推行和应用小车跟从系统已经成为解决交通问题的一个重要门路。
本文的主要研究工作是设计和制作智能小车跟从系统，整个系统包含硬件及软件两个部分。
硬件部分包含控制电路，蓝牙通讯电路，路径循迹电路，电源驱动电路，电机驱动电路等。
软件部分主要包含经过编程使得小车按设定路径实现行进，左拐，右拐，加快，减速，并在小车行进的过程中不停调整小车所在地点等功能。
本文是以电动小车为基础，增添红外传感器，蓝牙等。
利用传感器来有效地确立小车行进路径、小车所在地点等信息。
单片机接收并办理传感器所产生的信号并加以必定的算法来判断两个小车的状态及其互相间距。
最后经过蓝牙来进行小车间的通讯，进而控制两个小车加、减速度来使得小车间距相对恒定。
该智能小车跟从系统能够实现的功能有：自动循迹；保持车距；紧迫泊车等。
重点词：智能小车跟从系统；蓝牙通讯；单片机；软件设计目录1 前言 (1)1.1 研究背景及意义 (1)1.2 智能车辆研究现状 (1)1.3 研究内容 (1)2 功能剖析 (2)2.1 主控模块 (2)2.2 循迹模块 (3)2.3 电机驱动模块 (3)2.4 电源模块 (3)2.5 通讯模块 (3)3 硬件设计 (3)3.1 主控硬件设计 (4)3.2 循迹硬件的设计 (4)3.3 驱动硬件设计 (5)3.4 电源硬件设计 (5)3.5 蓝牙通讯串口硬件设计 (6)3.6 本章总结 (6)4 软件的设计与实现 (6)4.1 概括 (6)4.2 软件的构造设计 (7)4.3 主要模块的实现 (8)循迹流程图 (8)电机驱动流程图 (9)地点判断流程图 (10)蓝牙通讯流程图 (11)4.4 本章小结 (11)5 系统功能测试 (11)5.1 系统功能测试 (12)5.2 测试结果剖析 (13)6 结论与展望 (13)6.1 结论 (13)6.2 展望 (13)参照文件 (14)道谢 (15)1前言1.1研究背景及意义跟着经济的迅速发展，城市的人口不停增添，进而城市的交通压力也愈来愈大。
多功能模块化智能车设计
图1
CCD作为赛道路径识别的主要传感器,在路径规划上起着十分重要的作用。
CCD在赛道上的状态有:直道处,S弯处和十字交叉处包含128个像素点,我们的设计方案是当有三个像素点采集到黑色信号时,就认为赛车到达边沿。
在直道的时候,CCD左右两侧均能检测到赛道边沿。
在小弯时,两侧也会检测到赛道边沿,但相对于直道时不太稳定。
在大弯时,可能会出现只有一侧检测到赛道边沿的情况
十字交叉处,一般是检测不到赛道边沿。
我们根据CCD在赛道上可能出现的情况写了基于CCD的路径识别算法。
通过CCD采集像素值
缓冲性能更好。
图3缓冲系数曲线需要开发新的制造工艺和设备。
49页)实验方案进行实施,通过一系列的实验,让学生通过前期文献的调研来得出自己的结论。
撰写相关的实验报告或论文
整个项目的实施。
通过该项目的实施,真实模拟一个科研项目的研究
不仅能提高学生的实验积极性、科学创新性,还能给予学生科研
为以后学生的科研创新打下一定基础。
让学生近距离的接触科研,了。
. All Rights Reserved.。
基于K66单片机的恩智浦智能小车制作
第11期2019年6月No.11June，20191 摄像头1.1 图像二值化处理本次比赛中本研究采用的是灰度摄像头，也就是每幅图像的每一个像素点都有一个数字来表示它的灰度值。
范围是0~255，其中，0代表白色，255代表黑色。
二值化就是把图像上所有的点都用0和255表示，并存在点对应位置的二维数组中。
具体将一个灰度存储为0还是255需要设置相应的阈值，在本程序中，采用OSTU 大津法，获取全局阈值，大津法可以根据一幅图像每个点的灰度值来设置动态阈值。
1.2 寻中线算法摄像头的算法在自动驾驶小车比赛中至关重要，摄像头算法的好坏直接决定了单片机能否高效处理摄像头传入的每一帧图像，以及单位时间内处理图像的总数。
而处理图像的算法在处理不同的道路情况时有所不同。
所以在单片机接收到每一帧图像时，要按照顺序做的事情就是：（1）判断道路类型。
（2）根据不同类型的道路选取相应的算法。
（3）提取出每幅图片上道路的中线值，然后将中线值传递给舵机电机控制函数。
无论处理哪一种赛道，首先要解决的就是摄像头成像的逆透视变换问题。
透视变形的矫正，根据摄像头的视角进行校正，对校正图像进行修正。
我们采用记录每一行赛道宽度的方式，首先，用小车摄像头拍摄一张只有直道的图形，利用串口通信读出每一行的赛道宽度，并记录在数组中。
直道类型的赛道是最基本也是最简单的一种赛道，在提取中线时所用最基本的算法就是，从每一行的中点开始，向左扫描这一行的每一个点，记录从白色点跳变至黑色点的位置，将这个值存在一个变量left_line 当中，再用一个变量left_flag 记录是否找到边线，如果找到将其置1，未找到则置0。
再回到中点，向右做相同操作。
判断如果两边都找到了边线，则这一行的中点值为（left_line+right_flag ）/2，如存在未找到边线情况，则道路类型不为直道。
对于弯道的判断，如果检测到一条边线的丢失，另一边未丢失，则判断为小车进入弯道，如丢失右边线则进入的是左转弯，丢失左边线进入的是右转弯。
智能循迹小车详细制作过程
（穿山乙工作室）三天三十元做出智能车基本设计思路：1.基本车架（两个电机一体轮子+一个万向轮）2.单片机主控模块3.电机驱动模块（内置5V电源输出）4.黑白线循迹模块0.准备所需基本元器件1）.基本二驱车体一台。
（本课以穿山乙推出的基本车体为例讲解）2）.5x7cm洞洞板、单片机卡槽、51单片机、石英晶体、红色LED、1K电阻、10K排阻各一个；2个瓷片电容、排针40个。
3）.5x7cm洞洞板、7805稳压芯片、红色LED、1K电阻各一个；双孔接线柱三个、10u电解电容2个、排针12个、9110驱动芯片2个。
4）.5x7cm洞洞板、LM324比较器芯片各一个；红外对管三对、4.7K电阻3个、330电阻三个、红色3mmLED三个。
一、组装车体（图中显示的很清晰吧，照着上螺丝就行了）二、制作单片机控制模块材料：5x7cm洞洞板、单片机卡槽、51单片机、石英晶体、红色LED、1K电阻、10K排阻各一个；2个瓷片电容、排针40个。
电路图如下，主要目的是把单片机的各个引脚用排针引出来，便于使用。
我们也有焊接好的实物图供你参考。
（如果你选用的是STC98系列的单片机在这里可以省掉复位电路不焊，仍能正常工作。
我实物图中就没焊复位）三、制作电机驱动模块材料：5x7cm洞洞板、7805稳压芯片、红色LED、1K电阻各一个；双孔接线柱三个、10u电解电容2个、排针12个、9110驱动芯片2个。
电路图如下，这里我们把电源模块与驱动模块含在了同一个电路板上。
因为电机驱动模块所需的电压是+9V左右（6—15V 均可），而单片机主控和循迹模块所需电压均为+5V。
这里用了一个7805稳压芯片将+9V电压稳出+5V电压。
+9V这是工作室做的电源+驱动模块，仅作参考四、制作循迹模块材料：5x7cm洞洞板、LM324比较器芯片各一个；红外对管三对、4.7K电阻3个、330电阻三个、红色3mmLED三个。
LM324电压比较器工作原理：该芯片内部有四组比较器，原理就是反相输入端Vi—与同相输入端Vi+的电压进行比较，若Vi+大于Vi—则比较器的输出端OUT输出高电平+5V；若Vi+小于Vi—则比较器的输出端OUT输出低电平0V；TCRT5000红外对管工作原理：工作时由蓝色发射管发射红外线，红外线由遮挡物反射回来被接收管接收。
智能小车系统设计与制作
智能小车系统设计与制作摘要：智能小车采用STM32F103RBT6为主芯片，电机驱动采用高压、大电流双全式驱动器L298芯片，八路循迹反射式光电TCRT5000进行循迹，通过LM358比较电路比较，再进行波形整形，通过触摸屏上的按钮来任意的控制智能小车的方向，用DSl8B20温度传感器采集小车所处环境的温度，小车与上位机之间的通讯采用NRF24L01通讯，电源部分则用双电源供电，运行更可靠。
小车可按照预先设定好的轨道进行循迹，遇到障碍物自行躲避，达到无线遥控、自动循迹的功能。
关键词：STM32F103RBT6；循迹；NRF24L01无线通信；DS18B20温度传感器; 触摸屏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式在一定的运行环境中自行的运作，无需人为的操作，便可以完成预期达到的或更高的要求。
随着人们物质生活水平的提高，汽车也越来越普及，而交通事故也相应的增加，在人身财产、生命安全方面造成了一定的负面影响。
目前，智能车领域的研究已经能够在具有一定标记的道路上为司机提供辅助驾驶系统甚至实现无人驾驶，这些智能车的设计通常依靠特定的道路标记完成识别，通过推理判断模仿人工驾驶进行操作，大大降低了事故的发生率。
碰到障碍物，小车会自动的躲避障碍物，就不会有那么多得交通事故。
智能小车是机器人的一个分支，现如今机器人已经不是人类它体现了人类长期以来的一种愿望。
目前已在工业领域得到广泛的应用，而且正以惊人的速度不断向军事、医疗、服务、娱乐等非工业领域扩展。
智能小车的设计结合了最基本的计算机控制技术、单片机技术、传感器技术、智能控制技术、机电一体化技术、无线通信技术及机器人技术，能有效的把大学所学知识进行综合应用。
一、系统总体设计本课题要求：设计一款小车，它具备按规定轨迹自主寻迹运行能力、接收无线遥控信号命令并进行遥控运行的能力、躲避障碍物的能力、能够采集环境的温度或湿度数据并发送至主机的功能。
智能搬运小车
1、智能搬运小车一、设计任务设计并制作一个能自动搬运货物的智能电动车，其工作示意图如下。
图中，左边为停车区、货物存储区A 和货物存储区B，并有两个对应的射灯光源；距右边线30 cm 处共放置3 片白色或黑色的薄铁片，铁片之间的距离大于20cm。
二、要求1、基本要求（1）智能车从起跑线出发（车体不得超过起跑线），在无障碍物的情况下，可寻找并搬取铁片，按照不同颜色分送不同存储区，即在光源A 的引导下将黑色铁片搬运到货物存储区A 存放，或在光源B 的引导下将白色铁片搬运到存储区B 存放（装载方式不限制）。
（2）智能车能准确找到铁片的位置。
2、提高部分（1）搬运铁片的过程中，一次只允许搬运1 片，且必须搬运到存储区域内。
（2）要求智能车在8 分钟之内能取走全部铁片，并能返回车库，否则就地停车。
（3）智能车检测到铁片时能发出声光信息，并实时显示铁片数目。
（4）距右边线90cm 处设有障碍线，线上任意位置放有两个障碍物，在有障碍物的情况下，完成基本要求（1）、（2）中的相关操作，且不得与障碍物碰撞。
（5）停车后，能准确显示智能车全程行驶的时间，显示误差的绝对值应小于10 秒。
（6）其它。
三、说明1、测试时共放置3 片铁片，每片的厚度为<=2.0mm，面积为2cm×2cm，黑、白铁片的比例任意给定、初始位置任意给定。
2、两个障碍物的大小分别为24cm×6cm×12cm 和12cm×6cm×12cm，建议用白纸包砖代替。
3、示意图中所有粗黑线段宽度均为5 cm，制作时可以涂墨或粘黑色胶带。
图中的虚线和尺寸标注线不要绘制在白纸上。
4、智能车允许用玩具车改装，但不能由人工遥控。
5、光源A、B 均采用40W－60W 射灯，其底部距地面10cm 左右，摆放位置如图所示，测试前，射灯的照射方向允许微调。
2、电信号测量仪一、设计任务设计并制作一台数字显示的多功能电信号测量仪。
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智能车制作全过程(飞思卡尔)
如果我写得好,请顶我一下,我将再接再厉!
(本人在很久以前做的一辆用来比赛的智能车--获得华北一等奖,全国二等奖,有许多可改进地方.)
下面我们来立即开始我们的智能车之旅:
首先,一个系统中,传感器至关重要.
"不管你的CPU的速度如何的快,通信机制如何的优越,系统的精度永远无法超越传感器的精度" .是的,在这个系统中,传感器的精度,其准确性就显得至关重要.如果你问我传感器的电路,呵呵,我早就和大家分享了,在我发表的日志中,有
一篇<<基于反射式距离传感器>>的文章就详细的说明了传感器的硬件电路以及可以采取的信号采样方式.
传感器安装成一排,如上面排列.(就是个一字排列,没有什么特别)
接下来,看看我们如何处理传感器得到的信息:
大家看到了.结构很简单,我们已经搞定了传感器通路.下面我们来看看多机的控制方面的问题:
其实,不管是便宜还是比较贵的舵机,都是一样的用法.舵机的特点就是不同的占空比方波就对应着舵机的不同转角.当然不同的舵机有不同的频率要求.比如我用的这个舵机:方波频率50HZ.怎么改变占空比?这个不就是PWM模块的功能嘛.PWM模块可以输出任意占空比的方波.只要你控制其中的占空比寄存器,就可
以直接控制舵机的转角.你只要将传感器的状态和这个占空比对应上,不就OK了?就这么简单,做到这里,你就可以让你的车在跑道上跑了!
接下来,我们的工作是让智能车更加完善:速度要稳定.
在当前的系统结构中,要使一个系统更稳定更可靠,闭环系统是一个选择. (如果你不知道什么是闭环系统,可以参照我的文章里面的一篇"基于单片机的PI D电机调速"),既然是一个闭环系统,速度传感器是必不可少的,用什么样的传感器做为速度反馈呢:
仔细看,和后轮之间有一条皮带的这个貌似电机的东西,就是我的速度传感器,它的学名叫"旋转编码器".这个器件的特点就是:每转一圈,就会从输出端输出
一定的脉冲,比如我这个旋转编码器是500线的,就是转一圈输出500个脉冲.因此,我只要在单位时间内计数输出端输出的脉冲数,我就可以计算出车辆的速度.
显然,这个速度可以用来作为PID速度调节的反馈.
现在有了反馈,我们需要的是调节智能车驱动电机的速度了,如何来调速,就成了必须解决的问题了.我用的是驱动芯片MC33886.
其实,这个芯片就是一个功率放大的模块.我们知道,单片机输出的PWM信号还是TTL信号,是不能直接用来驱动电机的.非要通过功率模块的放大不可.这个道理其实很简单,就像上次我给大家画的哪个电子琴电路的放大电路一样:
看上面的那个三极管,就是将TTL电路的电流放大,才能够来驱动蜂鸣器.其实这里的这个MC33886就是这样的一个作用.而且我们自己也完全可以用三极管自己搭建一个这样的功率放大电路,当然,驱动能力肯定不如这里的这个MC 33886(如我们用三极管就搭建了超过MC33886的电路,摩托罗拉就不会卖几十块钱一个了.呵呵.)知道了这个MC33886的工作原理,就好说了,一句话,通过PW
M来调节电机的速度.当方波中高电平占的比例大,电机的平均电压肯定高,转速肯定快.也就是说,PWM的占空比越大,电机转速越高.
看,就这么简单,这个智能车就做好了.接下来,我们就把我们知道的PID知识放到舵机和直流驱动电机的控制中去.就可以达到一个比较好的控制效果.
如果要达到更高的水平,肯定机械方面的改造也少不了.当然,这不属于本文的讨论范围.呵呵.。