基于单片机的智能循迹小车的控制过程毕业设计

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基于单片机的智能寻迹小车毕业设计

基于单片机的智能寻迹小车毕业设计

基于单片机的智能寻迹小车毕业设计系统主要由红外避障模块、声控模块、光电寻迹、电机驱动及语音播报模块组成。

采用P89V51单片机作为智能小车控制核心。

系统能实现对线路进行寻迹,小车可以前进或后退,遇到障碍物可以自行停止并可以实现反向运行,系统可以利用声音控制小车的启停。

整个系统小巧紧凑,控制准确,性价比高,人机互动性好。

P89V51单片机;红外避障;线路寻迹;直流减速电机ABSTRACTSystem is mainly by infrared obstacle avoidance module, voice module, opto-electronics and motor drive tracing module. Used as a single-chip smart car P89V51control core. System can realize the tracing lines, cars can goforward or backward,encountered obstacles can stop and reverse operation can be achieved, the system can usevoice to control the start and stop car. Compact the entire systemto control the accurate,cost-effective, good human-computer interaction.KEYWORD: P89V51MCU;Infrared obstacle avoidance;Tracing;DC motor speed11 系统设计 ..................................................................... (1)1.1 设计要求 ..................................................................... .. (1)1.1.1 基本要求...................................................................... . (1)1.1.2 扩展部分...................................................................... . (1)1.2 总体设计方案 ..................................................................... (1)1.2.1 基本模块设计方案论证与比较 (1)1.2.2 系统总体设计方案 ..................................................................... .................. 5 2 单元硬件电路设计 ..................................................................... .. (6)2.1 光电对管寻迹模块 ..................................................................... .. (6)2.2电机驱动电路的设计 ..................................................................... .. (6)2.3红外避障模块 ..................................................................... . (7)2.4 单片机P89V51核心模块 ..................................................................... . (8)2.5 声控电路 ..................................................................... . (8)2.6 语音播报模块 ..................................................................... .. (9)3 系统软件设计 ..................................................................... .. (10)3.1主程序流程图 ..................................................................... (10)3.2 传感器数据处理及寻迹程序流程 ..................................................................... ....11 4 系统测试 ..................................................................... . (12)4.1 硬件测试 ..................................................................... .. (12)4.2 硬件与软件的联机测试 ..................................................................... ................... 12 5 测试数据及实验结果 ..................................................................... .. (13)参考文献 ..................................................................... (14)II1、小车可以自动寻迹在设计好的线路上向前或向后跑。

《2024年自循迹智能小车控制系统的设计与实现》范文

《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。

基于单片机的智能循迹小车设计

基于单片机的智能循迹小车设计

本科毕业设计(论文)基于单片机的智能循迹小车设计学生学院信息工程学院专业测控技术与仪器(光机电一体化方向)年级班别20 级(1)班学号学生姓名指导教师20 年6月摘要自循迹智能小车也是智能行走机器人的一种,智能小车可以适应不同的环境,不受外界温度、湿度、空间以及重力等各种恶劣条件的影响,在人类无法进入或者生存的环境中完成人类无法完成的任务。

本课题是智能循迹小车系统的设计,智能小车的设计涉及传感器技术、电路涉及、程序设计、控制设计等多个方面的知识,是一项综合设计。

设计目标是小车能沿着规划好的黑线行走,不偏离道路。

智能循迹小车以木板车架为承载,包括单片机模块:STC89C52芯片;驱动模块:L298N驱动模块和两个直流电机;循迹模块:红外光电传感器和LM324运算放大器。

红外光电传感器判断是否寻找到黑线,并将产生的电平信号发送至LM324运算放大器,再返回到单片机,单片机根据程序设计的要求做出相应的判断送给电机驱动模块控制小车在黑线上实现前进后退左转右转。

关键词:智能小车,自动循迹,单片机,红外传感器AbstractSelf-tracing smart car is also a kind of intelligent walking robot, intelligent car can adapt to different environments, from outside temperature, humidity, space and gravity and other adverse conditions, in the human can not enter or survive the environment to complete the human Unable to complete the task. This topic is the design of intelligent tracking car system, intelligent car design involves sensor technology, circuit involved, programming, control design and other aspects of knowledge, is a comprehensive design. The design goal is that the car can walk along the planned black line without departing from the road. TheThe following steps: STC89C52 chip; drive module: L298N drive module and two DC motors; tracking module: infrared photoelectric sensor and LM324 operational amplifier. Infrared photoelectric sensor to determine whether to find the black line, and the resulting level signal sent to the LM324 operational amplifier, and then return to the microcontroller, the microcontroller according to the requirements of the program to make the appropriate judgment to the motor drive module control car on the black line Turn forward and turn right.Key words: intelligent car, automatic tracking, single chip, infrared sensor目录摘要 (2)Abstract (3)第1章绪论 (6)1.1 引言 (6)1.2 题目研究目的及意义 (6)1.3 国内外研究状况 (7)1.3.1 国外发展状况 (7)1.3.2 国内发展状况 (8)第2章系统硬件设计 (10)2.1 循迹小车整体方案设计 (10)2.2 STC89C52单片机介绍 (12)2.3 红外光电传感器TCRT5000及LM324运算放大器组成的循迹模块 (15)2.3.1 TCRT5000的介绍 (15)2.3.2 LM324的介绍 (16)2.3.3 循迹模块原理图 (18)2.4 电机驱动模块 (18)2.4.1 L298N驱动电路逻辑真值表 (19)2.4.2 L298N驱动模块电路原理图 (20)2.4.3 L298N集成H桥芯片,引脚图 (20)2.4.4 L298N引脚功能表 (21)2.4.5 L298N驱动电路运行参数 (22)2.5 电源模块 (22)第3章系统软件设计 (23)3.1主程序 (23)3.1.1 主程序流程图 (23)3.1.2 主程序程序设计 (24)3.2 循迹模块 (25)3.2.1循迹模块流程图 (25)3.2.2 循迹模块程序设计 (26)3.3 PWM调速原理 (27)3.3.1 PWM控速代码 (28)第4章系统测试 (30)第5章 (31)5.1 总结 (31)5.2展望 (31)参考文献 (32)致谢 (34)附录 (35)。

毕业设计自动循迹小车

毕业设计自动循迹小车

目录目录 0摘要: (1)1.任务及要求 (2)1.1任务 (2)2.系统设计方案 (2)2.1小车循迹原理 (2)2.2控制系统总体设计 (2)3.系统方案 (3)3.1 寻迹传感器模块 (3)3.1.1红外传感器ST188简介 (3)3.1.2比较器LM324简介 (4)3.1.3具体电路 (4)3.1.4传感器安装 (5)3.2控制器模块 (5)3.3电源模块 (6)3.4电机及驱动模块 (7)3.4.1电机 (7)3.4.2驱动 (7)3.5自动循迹小车总体设计 (8)3.5.1总体电路图 (8)3.5.2系统总体说明 (10)4.软件设计 (10)4.1 PWM控制 (10)4.2 总体软件流程图 (11)4.3小车循迹流程图 (11)4.4中断程序流程图 (12)4.5单片机测序 (13)5.参考资料 (16)自动循迹小车摘要:本设计是一种基于单片机控制的简易自动寻迹小车系统,包括小车系统构成软硬件设计方法。

小车以AT89C51 为控制核心, 用单片机产生PWM波,控制小车速度。

利用红外光电传感器对路面黑色轨迹进行检测,并将路面检测信号反馈给单片机。

单片机对采集到的信号予以分析判断,及时控制驱动电机以调整小车转向,从而使小车能够沿着黑色轨迹自动行驶,实现小车自动寻迹的目的。

关键词:单片机AT89C51 光电传感器直流电机自动循迹小车Abstract :This design is a Simple Design of a smart auto-tracking vehicle which based on MSC control.The construction of the car ,and methods of hardware and software design are included. The car use AT89C51 as heart of centrol in this system. Then using PWM waves Produced by MCU to control car speed. By using infraraed sensor to detect the information of black track. The smart vehicle acquires the information and sends t hem to the MSC.Then the MSC analyzes the signals and controls the movements of t he motors. Which make the smart vehicle move along the given black line antomaticly.Keywords :infrared sensor ;MSC ;auto-tracking1.任务及要求1.1任务设计一个基于直流电机的自动寻迹小车,使小车能够自动检测地面黑色轨迹,并沿着黑色车轨迹行驶。

基于单片机循迹小车的设计毕业设计

基于单片机循迹小车的设计毕业设计

基于单片机循迹小车的设计毕业设计毕业设计(论文)原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺:所呈交的毕业设计(论文),是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。

尽我所知,除文中特别加以标注和致谢的地方外,不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果,也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。

对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体,均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。

作者签名:日期:指导教师签名:日期:使用授权说明本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计(论文)的规定,即:按照学校要求提交毕业设计(论文)的印刷本和电子版本;学校有权保存毕业设计(论文)的印刷本和电子版,并提供目录检索与阅览服务;学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文;在不以赢利为目的前提下,学校可以公布论文的部分或全部内容。

作者签名:日期:学位论文原创性声明本人郑重声明:所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。

除了文中特别加以标注引用的内容外,本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。

对本文的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。

本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。

作者签名:日期:年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定,同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅。

本人授权大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。

涉密论文按学校规定处理。

作者签名:日期:年月日导师签名:日期:年月日注意事项1.设计(论文)的内容包括:1)封面(按教务处制定的标准封面格式制作)2)原创性声明3)中文摘要(300字左右)、关键词4)外文摘要、关键词5)目次页(附件不统一编入)6)论文主体部分:引言(或绪论)、正文、结论7)参考文献8)致谢9)附录(对论文支持必要时)2.论文字数要求:理工类设计(论文)正文字数不少于1万字(不包括图纸、程序清单等),文科类论文正文字数不少于1.2万字。

循迹小车毕业论文

循迹小车毕业论文

循迹小车毕业论文本文介绍了一个基于单片机的循迹小车设计。

该系统主要由两个模块组成:传感器模块和控制模块。

传感器模块使用红外线传感器和光敏电阻来检测黑色轨道和白色背景之间的反差,从而确定小车运动的轨迹。

控制模块使用PID 控制算法来调整小车的方向和速度,以保持小车在轨道上运动。

该系统通过语音识别模块和蓝牙通信模块与外部设备交互,具有较好的可扩展性和交互性。

关键词:循迹小车;单片机;传感器;PID 控制算法一、引言随着科技的不断发展,智能控制系统在各个领域得到了广泛应用。

循迹小车作为一种常见的智能控制系统,已经成为了学生课程设计、科技展览、科普教育等方向的研究热点。

本文基于单片机设计了一个循迹小车,以介绍该系统的设计思路和实现细节。

二、系统设计循迹小车的设计主要分为两个模块:传感器模块和控制模块。

传感器模块通过红外线传感器和光敏电阻来检测轨道,控制模块使用PID 控制算法来调整小车的方向和速度,以保持小车在轨道上运动。

该系统还加入了语音识别模块和蓝牙通信模块,增强了其可扩展性和交互性。

1. 传感器模块循迹小车的传感器模块主要用于检测小车运动的轨迹,以实现自动驾驶。

本文采用了两种传感器:红外线传感器和光敏电阻。

红外线传感器(Infrared Sensor)是一种能够感知红外线辐射并将其转化为电信号的传感器。

其原理是利用红外线反射率的不同,通过发射和接收红外线来判断物体的位置、距离或者形状。

在本文中,我们使用红外线传感器来检测黑色轨道和白色背景之间的反差,从而确定小车运动的轨迹。

光敏电阻(Photoresistor)是一种可以感知光强度变化并将其转化为电信号的传感器。

其原理是利用半导体材料的光电效应,当光照射在其表面时,其电阻值会发生变化。

在本文中,我们使用光敏电阻来检测环境中的光线强度,从而判断小车是否处于黑色轨道上。

2. 控制模块循迹小车的控制模块主要用于控制小车的方向和速度,以保持小车在轨道上运动。

毕业设计基于单片机的智能循迹小车

毕业设计基于单片机的智能循迹小车

第1章绪论1.1课题背景目前,在企业生产技术不断提高、对自动化技术要求不断加深的环境下,智能车辆以及在智能车辆基础上开发出来的产品已成为自动化物流运输、柔性生产组织等系统的关键设备。

世界上许多国家都在积极进行智能车辆的研究和开发设计。

移动机器人是机器人学中的一个重要分支,出现于20世纪06年代。

当时斯坦福研究院(SRI)的Nils Nilssen和charles Rosen等人,在1966年至1972年中研制出了取名shakey的自主式移动机器人,目的是将人工智能技术应用在复杂环境下,完成机器人系统的自主推理、规划和控制。

从此,移动机器人从无到有,数量不断增多,智能车辆作为移动机器人的一个重要分支也得到越来越多的关注。

智能小车,是一个集环境感知、规划决策,自动行驶等功能于一体的综合系统,它集中地运用了计算机、传感、信息、通信、导航及白动控制等技术,是典型的高新技术综合体。

智能车辆也叫无人车辆,是一个集环境感知、规划决策和多等级辅助驾驶等功能于一体的综合系统。

它具有道路障碍自动识别、自动报警、自动制动、自动保持安全距离、车速和巡航控制等功能。

智能车辆的主要特点是在复杂的道路情况下,能自动地操纵和驾驶车辆绕开障碍物并沿着预定的道路(轨迹)行进。

智能车辆在原有车辆系统的基础上增加了一些智能化技术设备:(1)计算机处理系统,主要完成对来自摄像机所获取的图像的预处理、增强、分析、识别等工作;(2)摄像机,用来获得道路图像信息;(3)传感器设备,车速传感器用来获得当前车速,障碍物传感器用来获得前方、侧方、后方障碍物等信息。

智能车辆技术按功能可分为三层,即智能感知/预警系统、车辆驾驶系统和全自动操作系统团。

上一层技术是下一层技术的基础。

三个层次具体如下:(1)智能感知系统,利用各种传感器来获得车辆自身、车辆行驶的周围环境及驾驶员本身的状态信息,必要时发出预警信息。

主要包括碰撞预警系统和驾驶员状态监控系统。

碰撞预警系统可以给出前方碰撞警告、盲点警告、车道偏离警告、换道/并道警告、十字路口警告、行人检测与警告、后方碰撞警告等.驾驶员状态监控系统包括驾驶员打吨警告系统、驾驶员位置占有状态监测系统等。

基于单片机的智能循迹小车设计

基于单片机的智能循迹小车设计

基于单片机的智能循迹小车设计智能循迹小车是一种基于单片机控制的小型车辆,通过传感器检测路面信息,结合预设路线实时调整行驶方向,实现自动循迹行驶。

智能循迹小车在无人驾驶、智能物流、探险救援等领域具有广泛的应用前景。

智能循迹小车的硬件主要包括单片机、传感器、电机和电源。

其中,单片机作为整个系统的控制中心,负责接收传感器信号、处理数据并输出控制指令;传感器用于检测路面信息,一般选用红外线传感器或激光雷达;电机选用直流电机或步进电机,为小车提供动力;电源为整个系统提供电能。

智能循迹小车的软件设计主要实现传感器数据采集、数据处理、控制指令输出等功能。

具体来说,软件通过定时器控制单片机不断采集路面信息,结合预设路线信息进行数据分析和处理,并根据分析结果输出控制指令,实现小车的自动循迹。

为提高智能循迹小车的稳定性和精度,需要对算法进行优化。

常用的算法包括PID控制、模糊控制等。

通过对算法的优化,可以实现对路面信息的精确检测,提高小车的循迹精度和稳定性。

为验证智能循迹小车的实际效果,需要进行相关测试。

可以在平坦的路面上进行空载测试,检验小车的稳定性和循迹精度;可以通过加载重量、改变路面条件等方式进行负载测试,以检验小车在不同条件下的性能表现;可以结合实际应用场景进行综合测试,以验证智能循迹小车在实际应用中的效果。

测试环境的选择要具有代表性,能够覆盖实际应用中可能遇到的各种情况。

测试过程中要保持稳定的行驶速度,以获得准确的测试数据。

对于测试过程中出现的问题,要及时记录并分析原因,以便对系统进行改进。

测试完成后,要对测试数据进行整理和分析,评估系统的性能表现,提出改进意见。

通过以上测试,我们发现基于单片机的智能循迹小车在循迹精度、稳定性等方面表现良好,能够满足实际应用中的需求。

同时,通过对算法的优化和硬件的改进,可以进一步提高小车的性能表现。

本文介绍了基于单片机的智能循迹小车的设计和实现过程。

通过合理选择硬件和优化软件算法,实现了小车的自动循迹功能。

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基于单片机的智能循迹小车的控制过程毕业设计摘要本文论述了基于单片机的智能循迹小车的控制过程。

智能循迹是基于自动引导机器人系统,用以实现小车自动识别路线,以及选择正确的路线。

智能循迹小车是一个运用传感器、单片机、电机驱动及自动控制等技术来实现按照预先设定的模式下,不受人为管理时能够自动实现循迹导航的高新科技。

该技术已经应用于无人驾驶机动车,无人工厂,仓库,服务机器人等多种领域。

本设计采用STC89C52单片机作为小车的控制核心;采用TCRT5000红外反射式开关传感器作为小车的循迹模块来识别白色路面中央的黑色引导线,采集信号并将信号转换为能被单片机识别的数字信号;采用驱动芯片L298N构成双H桥控制直流电机,其中软件系统采用C程序,本设计的电路结构简单,容易实现,可靠性高。

关键词:单片机;自动循迹;驱动电路AbstractThis paper discusses the intelligent tracing electric trolley control process. Automatic tracing is used to make the car indentify route automatically , and choosing the right route, based on the automatic guide robot system. Intelligent tracing electric trolley is an advanced technology to realize automatic tracing navigation. It is out of human management but under the designed mode that use of the use of a transducer, single chip, motor drive and automatic control .This technology has been applied in unmanned vehicle, unmanned factory, warehouse, service robot and many other fields.During the design of Intelligent tracing electric trolley, STC89C52 single clip is used as the control core; at the same time with TCRT5000 reflective infrared transducer switch to identify the black guide line at the central of the white road, which used as the car tracing module, it can gather the signal and transfer it into digital signal that can be recognized by single chip. And the driving chip L298N constitute the double H bridge constitute of driving chipL298N can control direct current motor. Among which the software system is using C program. In a nutshell, the design of the circuit has the advantages of simple structure, easy implementation, and high reliability.Key words:single chip microcomputer; automatic tracing; driving circuit目录1 绪论 (1)1.1 智能循迹小车概述 (1)1.1.1 循迹小车的发展历程回顾 (1)1.1.2 智能循迹分类 (2)1.1.3 智能循迹小车的应用 (3)1.2 智能循迹小车研究中的关键技术 (4)2 智能循迹小车总体设计方案 (5)2.1 整体设计方案 (5)2.1.1 系统设计步骤 (5)2.1.2 系统基本组成 (6)2.2 整体控制方案确定 (7)3 系统的硬件设计 (9)3.1 单片机电路的设计 (9)3.1.1 单片机的功能特性描述 (9)3.1.2 晶振电路 (10)3.1.3 复位电路 (11)3.2 光电传感器模块 (12)3.2.1 传感器分布 (13)3.3 电机驱动电路 (14)3.3.1 L298N引脚结构 (15)3.3.2 电机驱动原理 (16)3.3.3小车运动逻辑 (18)4 系统的软件设计 (19)4.1 软件设计的流程 (19)4.2 本系统的编译器 (20)5 系统的总体调试 (26)5.1 硬件的测试 (26)5.2 系统的软件调试 (26)结论 (28)致谢 (30)参考文献 (31)附录A 原理图及PCB图 (32)附录B 程序代码 (38)附录C 硬件实物图 (43)1 绪论进入二十一世纪,随着计算机技术和科学技术的不断进步,机器人技术较以往已经有了突飞猛进的提高,智能循迹小车即带有视觉和触觉的小车就是其中的典型代表。

1.1 智能循迹小车概述智能循迹小车又被称为Automated Guided Vehicle,简称AGV,是二十世纪五十年代研发出来的新型智能搬运机器人。

智能循迹小车是指装备如电磁,光学或其他自动导引装置,可以沿设定的引导路径行驶,安全的运输车。

工业应用中采用充电蓄电池为主要的动力来源,可通过电脑程序来控制其选择运动轨迹以及其它动作,也可把电磁轨道黏贴在地板上来确定其行进路线,无人搬运车通过电磁轨道所带来的讯息进行移动与动作,无需驾驶员操作,将货物或物料自动从起始点运送到目的地。

AGV的另一个特点是高度自动化和高智能化,可以根据仓储货位要求、生产工艺流程等改变而灵活改变行驶路径,而且改变运行路径的费用与传统的输送带和传送线相比非常低廉。

AGV小车一般配有装卸机构,可与其它物流设备自动接口,实现货物装卸与搬运的全自动化过程。

此外,AGV小车依靠蓄电池提供动力,还有清洁生产、运行过程中无噪音、无污染的特点,可用在工作环境清洁的地方。

1.1.1 循迹小车的发展历程回顾随着社会的不断发展,科学技术水平的不断提高,人们希望创造出一种来代替人来做一些非常危险,或者要求精度很高等其他事情的工具,于是就诞生了机器人这门学科。

世界上诞生第一台机器人诞生于1959年,至今已有50多年的历史,机器人技术也取得了飞速的发展和进步,现已发展成一门包含:机械、电子、计算机、自动控制、信号处理,传感器等多学科为一体的性尖端技术。

循迹小车共历了三代技术创新变革:第一代循迹小车是可编程的示教再现型,不装载任何传感器,只是采用简单的开关控制,通过编程来设置循迹小车的路径与运动参数,在工作过程中,不能根据环境的变化而改变自身的运动轨迹。

支持离线编程的第二代循迹小车具有一定感知和适应环境的能力,这类循迹小车装有简单的传感器,可以感觉到自身的的运动位置,速度等其他物理量,电路是一个闭环反馈的控制系统,能适应一定的外部环境变化。

第三代循迹小车是智能的,目前在研究和发展阶段,以多种外部传感器构成感官系统,通过采集外部的环境信息,精确地描述外部环境的变化。

智能循迹小车,能独立完成任务,有其自身的知识基础,多信息处理系统,在结构化或半结构化的工作环境中,根据环境变化作出决策,有一定的适应能力,自我学习能力和自我组织的能力。

为了让循迹小车能独立工作,一方面应具有较高的智慧和更广泛的应用,研究各种新机传感器,另一方面,也掌握多个多类传感器信息融合的技术,这样循迹小车可以更准确,更全面的获得所处环境的信息[1]。

1.1.2 智能循迹分类AGV从发明至今已经有50多年的历史,随着应用领域范围的不断扩大,其种类和形式也变得更加多样化。

一般根据行驶的导航方式将智能循迹小车分为以下几种类型:(1)电磁感应式电磁感应式引导一般在地面上,沿预定路径埋电线,当高频电流通过导线,电线周围产生电磁场流动, AGV小车上安装两个对称的电磁感应传感器,他们收到的电磁信号差异可以反映的AGV偏离程度路径的程度。

AGV 自动化控制系统,基于这种偏差值,以控制车辆的转向,连续的动态的闭环控制设置能够保证AGV对设定路径的稳定自动跟踪。

在目前商业用途的AGV中,特别是大型和中型小车,绝大多数都采用电磁感应导航。

(2)激光式安装有可旋转的激光扫描器的AGV,可安装在墙壁或有高反射激光定位标志的支柱上或者路径上运行,AGV依靠激光扫描器发射激光束,然后接收由四周定位标志反射回的激光束,车载计算机,计算出当前车辆的位置和运动方向,通过内置的数字地图和校准位置相比,以实现自动处理。

目前,这种AGV类型的应用比较广泛。

基于同样的原理,如果激光扫描仪被红外线发射器,或超声波发射取代,激光制导的AGV小车可以转变为红外引导和超声引导的AGV。

(3)视觉式视觉引导式AGV是的迅速发展和比较成熟的AGV,这种AGV配备CCD摄像机,传感器和车载电脑,在车载计算机中设置有AGV欲行驶路径周围环境图像数库。

在AGV的行驶过程中,相机得到的图像与图像数据库进行比较,以确定当前位置和车辆周围的图像信息并对驾驶下一步作出决定。

这种AGV小车并不需要设置任何的人工物理路径,所以在理论上具有灵活性,在计算机图像采集,存储和处理技术飞速发展的今天,这种类型的AGV 实用性越来越强。

此外,还有铁磁陀螺惯性引导式AGV、光学引导式AGV等多种形式的AGV[2]。

1.1.3 智能循迹小车的应用智能循迹小车发展历史及主要应用场所如下:(1)仓储业1954年,来自美国南卡罗来纳州的Mercury Motor Freight公司成为第一批把AGV小车的应用到仓库的使用者,来实现出入库货物的自动处理。

至今世界上有超过2100个厂家把大约2万台大型或小型的AGV小车应用到自己的仓库中。

中国的海尔集团在2000年把9台AGV小车投产到了自己的仓库区,形成一个灵活的AGV自动数据库处理系统,轻松地完成了每天至少33500的储存和装卸货物的任务。

(2)制造业在制造业的的生产线中AGV小车大显身手,快速,精确,灵活的完成材料的运送任务。

由多台AGV小车组成的物流运输处理系统,较人工搬运系统来说更灵活,运输路线可以根据生产过程及时调整,使一条生产线,生产十几个产品,大大提高了生产的灵活性,企业的竞争力。

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