智能玩具小车毕业设计说明
毕业设计基于stm32的智能小车设计说明

摘要本次试验主要分析了基于STM32F103微处理器的智能小车控制系统的系统设计过程。
此智能系统的组成主要包括STM32F103控制器、电机驱动电路、红外探测电路、超声波避障电路。
本次试验采用STM32F103微处理器为核心芯片,利用PWM技术对速度以及舵机转向进行控制,循迹模块进行黑白检测,避障模块进行障碍物检测并避障功能,其他外围扩展电路实现系统整体功能。
小车在运动时,避障程序优先于循迹程序,用超声波避障电路进行测距并避障,在超声波模块下我们使用舵机来控制超声波的发射方向,用红外探测电路实现小车循迹功能。
在硬件设计的基础上提出了实现电机控制功能、智能小车简单循迹和避障功能的软件设计方案,并在STM32集成开发环境Keil下编写了相应的控制程序,并使用mcuisp软件进行程序下载。
关键词:stm32;红外探测;超声波避障;PWM;电机控制AbstractThis experiment mainly analyzes the control system of smart car based on microprocessor STM32F103 system design process. The composition of the intelligent system mainly including STM32F103 controller, motor drive circuit, infrared detection circuit, circuit of ultrasonic obstacle avoidance. This experiment adopts STM32F103 microprocessor as the core chip, using PWM technique to control speed and steering gear steering, tracking module is used to detect the black and white, obstacle avoidance module for obstacle detection and obstacle avoidance function, other peripheral extended circuit to realize the whole system function. When the car is moving, obstacle avoidance program prior to tracking, using ultrasonic ranging and obstacle avoidance obstacle avoidance circuit, we use steering gear under ultrasonic module to control the emission direction of ultrasonic, infrared detection circuit is used to implement the car tracking function. On the basis of the hardware design is proposed for motor control function, simple intelligent car tracking and obstacle avoidance function of software design, and in the STM32 integrated development environment under the Keil. Write the corresponding control program, and use McUisp program download software.Keywords:STM32;Infrared detection;Ultrasonic obstacle avoidance;PWM;Motor control目录1.绪论.......................................................... - 5 - 1.1研究概况.................................................. - 5 -1.2研究思路.................................................. - 5 -2.软硬件设计.................................................... - 6 - 2.1中央处理模块.............................................. - 6 -2.1.1 stm32f103部结构 ...................................... - 7 -2.1.2 stm32最小系统电路设计 ................................ - 8 -2.1.3 stm32软件设计的基本思路 ............................. - 11 -2.1.4 stm32中断介绍 ....................................... - 12 -2.1.5 stm32定时/计数器介绍 ................................ - 14 -2.1.6 主程序设计流程图..................................... - 15 - 2.2 电机驱动模块............................................. - 16 -2.2.1 驱动模块结构及其原理................................. - 16 -2.2.2 驱动模块电路设计..................................... - 17 -2.2.3驱动软件程序设计 ..................................... - 18 - 2.3 避障模块设计............................................. - 23 -2.3.1 避障模块器件结构及其原理............................. - 24 -2.3.2 HC-SR04模块硬件电路设计 ............................. - 26 -2.3.3 HC-SR04模块程序设计 ................................. - 27 - 2.4循迹模块设计............................................. - 34 -2.4.1 循迹模块结构及其原理................................. - 34 -2.4.2 循迹模块电路设计..................................... - 36 -2.4.3 红外循迹模块程序设计................................. - 37 -3.软件调试..................................................... - 39 - 3.1 程序仿真................................................ - 39 -3.2 程序下载................................................. - 40 -4.系统测试..................................................... - 41 -5.总结......................................................... - 45 - 致............................................................. - 47 - 参考文献....................................................... - 49 - 附录........................................................... - 50 -1.绪论智能小车通过各种感应器获得外部环境信息和部运动状态,实现在复杂环境背景下的自主运动,从而完成具有特定功能的机器人系统。
玩具车毕业设计

玩具车毕业设计玩具车毕业设计在孩童的成长过程中,玩具车是一种不可或缺的存在。
它们不仅能够给孩子们带来乐趣,还能培养他们的动手能力和创造力。
因此,设计一款独特而富有创意的玩具车成为了许多设计师们的目标。
本文将探讨一款玩具车的毕业设计,旨在通过设计与功能的结合,让孩子们在玩耍中获得更多的乐趣和启发。
首先,我们需要考虑玩具车的外观设计。
传统的玩具车多为简单的车身和四个轮子的组合。
而在这个毕业设计中,我们希望能够给孩子们带来更多的惊喜。
因此,我们可以考虑将玩具车的外观设计得更加生动有趣。
例如,可以设计成动物的形状,让孩子们在玩耍的同时也能学习到不同的动物形象。
此外,还可以添加一些可移动的零件,如翅膀、尾巴等,增加玩具车的可玩性。
除了外观设计,玩具车的功能也是设计的重要考虑因素之一。
在这个毕业设计中,我们希望能够通过一些创新的功能,给孩子们带来更多的乐趣和启发。
例如,可以在玩具车上添加一个小型音乐播放器,让孩子们在玩耍的同时能够欣赏到美妙的音乐。
此外,还可以设计一个可调节的座椅,让孩子们能够根据自己的身高来调整座椅的高度,增加玩具车的舒适性和适用性。
在玩具车的设计过程中,我们还需要考虑到孩子们的安全问题。
毕竟,玩具车是为了给孩子们带来乐趣和启发,而不是危险和伤害。
因此,在设计过程中,我们需要确保玩具车的结构稳固,材料安全无害。
此外,还可以添加一些安全保护装置,如防滑底座、安全带等,以确保孩子们在玩耍过程中的安全。
除了外观设计、功能和安全性,玩具车的可持续性也是一个重要的考虑因素。
在如今的社会中,可持续发展已经成为了一个热门话题。
因此,在设计玩具车的过程中,我们可以考虑使用可再生材料,如生物塑料,来替代传统的塑料材料。
此外,还可以设计一个可拆卸的电池盒,让孩子们能够更方便地更换电池,减少对环境的影响。
总之,玩具车的毕业设计需要考虑到外观设计、功能、安全性和可持续性等多个方面。
通过独特的外观设计和创新的功能,我们可以给孩子们带来更多的乐趣和启发。
遥控小车毕业设计

遥控小车毕业设计遥控小车毕业设计随着科技的不断进步,遥控小车成为了人们生活中常见的一种智能设备。
它不仅可以提供娱乐,还可以应用于各种领域,如工业、医疗等。
本文将探讨一种遥控小车的毕业设计方案。
一、设计目标在开始设计之前,我们首先需要明确设计的目标。
本设计旨在开发一款功能强大、操作简便的遥控小车,以满足用户对于远程控制的需求。
该小车应具备较高的机动性和稳定性,能够适应各种地形和环境。
二、硬件设计1. 控制模块遥控小车的核心是控制模块。
我们可以选择使用Arduino等单片机作为控制模块,通过编程实现对小车的控制。
此外,还需要配备无线通信模块,以实现与遥控器之间的数据传输。
2. 电源系统为了保证小车的正常运行,我们需要设计一个稳定可靠的电源系统。
可以选择使用锂电池作为小车的电源,通过充电器进行充电。
此外,还需要考虑电源管理模块,以避免电池过放或过充的情况。
3. 传感器为了增加小车的智能化程度,我们可以添加一些传感器,如红外线传感器、超声波传感器等。
这些传感器可以用于检测障碍物、测量距离等功能,从而实现小车的自主避障和定位。
4. 机械结构小车的机械结构应该具备足够的稳定性和灵活性。
我们可以选择使用金属或塑料材料制作车身,同时考虑到小车的重量和外形设计。
此外,还需要设计合适的轮子和悬挂系统,以提供良好的行驶性能。
三、软件设计1. 远程控制程序为了实现对小车的远程控制,我们需要编写一套远程控制程序。
可以选择使用C/C++等编程语言,通过串口或无线通信模块与小车进行数据交互。
在程序中,可以定义各种指令,如前进、后退、转向等,以实现对小车的精确控制。
2. 自主避障算法为了增加小车的智能化程度,我们可以编写一套自主避障算法。
该算法可以根据传感器的数据判断前方是否有障碍物,并采取相应的措施进行避障。
例如,当传感器检测到障碍物时,小车可以自动停下或改变方向,以避免碰撞。
3. 数据处理与显示为了方便用户对小车的控制和监控,我们可以设计一个数据处理与显示模块。
基于单片机的智能玩具小车的设计

基于单片机的智能玩具小车的设计基于单片机的智能玩具小车的设计1. 引言随着科技的进步和人们对智能化产品的需求增加,智能玩具小车成为了孩子们喜爱的玩具之一。
本文介绍了一种基于单片机的智能玩具小车的设计方案,旨在提供给孩子们一种有趣且具有教育意义的玩具。
2. 系统组成该智能玩具小车由四个主要组成部分构成:单片机控制模块、传感器模块、执行模块和通信模块。
2.1 单片机控制模块单片机控制模块采用高性能的单片机芯片,如STC89C52,作为主控制器。
该芯片具有丰富的IO接口和强大的计算能力,能够准确控制玩具小车的各个功能。
2.2 传感器模块传感器模块采用多种传感器,如红外感应传感器、超声波传感器和灰度传感器等。
红外感应传感器用于检测前方障碍物,超声波传感器用于测量距离,灰度传感器用于检测地面颜色等。
2.3 执行模块执行模块包括直流电机和舵机等。
直流电机用于驱动车轮,控制小车前进、后退和转向;舵机用于控制小车的转向角度。
2.4 通信模块通信模块采用无线通信模块,如蓝牙模块或WIFI模块,用于与智能手机或电脑等设备进行通信。
通过手机上的APP或电脑上的软件,用户可以实现对智能玩具小车的远程控制和交互。
3. 系统功能设计3.1 遥控功能智能玩具小车可以通过手机APP或电脑软件进行远程遥控。
用户可以通过手指在屏幕上滑动或按钮操作来控制小车的方向和速度。
3.2 避障功能利用红外感应传感器和超声波传感器,智能玩具小车可以实现自动避障功能。
当传感器探测到前方有障碍物时,小车会自动停下或转向避开。
3.3 跟随功能通过将传感器模块安装在小车底部,可以实现小车对地面颜色的感知。
小车可以自动跟随一条黑线或白线行驶,增加趣味性和游戏性。
3.4 音乐播放功能智能玩具小车可以配备一个音乐模块,能够播放各种儿童歌曲和故事,使玩车过程更加有趣和生动。
4. 系统实现在搭建智能玩具小车的硬件平台后,需要进行相应的软件开发。
通过编写相应的程序,定义不同的传感器输入信号和执行器控制信号,实现小车的各项功能。
(完整版)智能小车本科毕业设计

摘要随着社会各行各业的迅速发展,根据人类的需求出现了各种各样的智能机器人、智能车。
智能小车又称为移动式机器人,是一个多种高新技术的集成体,它融合了机械、电子、传感器、计算机硬件、软件、人工智能等许多学科的知识,伴着我国科学技术的进步,智能化和自动化技术越来越普及,各种高科技也广泛应用于智能车等制造领域,使智能车越来越多样化。
根据不同的需求便出现了各种功能的智能小车。
本设计是以AT89C52单片机为核心的智能车的设计,系统主要由红外检测模块、单片机最小系统模块、电机控制模块、电源模块组成。
其中电源模块由四节1.5V电池组成,经过7805稳压电路输出5V的稳定电压;红外检测模块包括两只红外反射式对管TCRT5000;最小系统模块主要包括AT89C52单片机和其外围电路;电机模块包括两个减速直流电机及其附属减速箱和两个电机驱动控制芯片L298N。
软件部分由C语言编程,实现对各部分的处理和控制。
该智能车可以实现自动避障、避障的功能。
整个系统结构简单,运行高效。
关键词:智能小车避障 AT89C52 L298N电机驱动AbstractWith the rapid development of all sectors of society, based on needs emergence of a variety of intelligent robots, intelligent vehicles. Smart car, also known as mobile robots, is a multi-tech integrated body, which combines mechanical, electronics, sensors, computer technology is becoming increasingly popular, is also widely used in various the needs of the various functions will appear smart car.The design is based on AT89C52 microcontroller as the core of the intelligent vehicle design, the system mainly consists of infrared detection module, the smallest single-chip system module, motor control module, power module. Wherein the power supply module consists of four 1.5V batteries composed after 7805 5V regulator circuit output stable voltage; infrared detector module includes two infrared reflective of the tube TCRT5000; minimum system module includes AT89C52 microcontroller and its peripheral circuits; motor module includes two DC motors and its subsidiary reducer gearbox and two motor drive control chip L298N. Software part by the C programming language, to achieve the various parts of the processing and control. The smart car can automatically avoid obstacles, obstacle avoidance function. The whole system is simple, efficient operation.Key words:Intelligent car Obstacle avoidance Remote control AT89C52目录目录 (i)前言 (1)1绪论 (2)1.1 智能小车的研究现状及发展趋势 (2)1.1.1 智能小车的研究现状 (2)1.1.2 智能小车的发展趋势 (2)1.2 本文的结构 (3)2 系统总体方案设计 (5)2.1 系统各部分设计方案 (5)2.1.1 单片机型号的选定 (5)2.1.2 直流电机驱动芯片的选定 (5)2.1.3 红外对管的选定 (8)2.2 总体方案设计 (8)2.3 智能小车的基本介绍 (9)2.3.1 智能小车的基本结构 (9)2.3.2智能小车的基本功能及原理 (10)3硬件设计 (10)3.1系统硬件结构图 (10)3.2 单片机主控单元的设计 (11)3.2.1 单片机引脚说明 (11)3.2.2 AT89C52最小系统设计 (16)3.3红外检测单元设计 (17)3.4 电机驱动单元设计 (21)3.5 系统总体原理图 (22)3.6 硬件抗干扰设计 (23)3.6.1 电源干扰的抑制 (23)3.6.2 信号通道干扰的抑制 (23)4系统软件设计 (25)4.1主程序设计 (25)4.2 红外检测模块程序设计 (26)4.3 电机驱动模块程序设计 ...................................... 错误!未定义书签。
基于单片机智能小车毕业设计(论文)

毕业设计(论文)设计(论文)题目:基于单片机的智能小车学院名称:电子与信息工程学院专业:电子与信息工程班级:电信092班姓名:\ 学号\指导教师:\ 职称\基于单片机的智能小车摘要智能车辆是目前世界车辆研究领域的热点和汽车工业新的增长点。
未来的车辆也一定是智能化的车辆。
所以,智能化的车辆是未来人们生活重要的载体。
因此有必要对智能车辆进行研究。
研制一种智能,高效的智能小车控制系统具有重要的实际意义和科学理论价值。
本文设计了一个能自动循迹的智能小车控制系统。
以STC89C52单片机为控制核心,利用反射式光电传感器检测黑线实现小车循迹,利用超声波传感器检测道路上的障碍并提示,利用LCD1602显示小车的速度和路程。
能实现小车自动根据地面黑线前进倒退、转向行驶,超声波测距提示障碍物,LCD1602实时显示小车的速度和行驶的路程,具有高度的智能化,达到设计目标。
关键词:智能小车,STC89C52单片机,超声波传感器,LCD1602目录摘要....................................................................................... 错误!未定义书签。
ABSTRACT ............................................................................................. 错误!未定义书签。
目录......................................................................................... 错误!未定义书签。
第1章绪论.................................................................................... 错误!未定义书签。
智能小车设计--优秀毕业设计

毕业设计(论文)题目:智能小车设计院系:电子与信息工程学院专业:班级:学生姓名:导师姓名:职称:起止时间:2011年4月18日至2011年6月5日毕业设计(论文)诚信声明书本人声明:本人所提交的毕业论文《》是本人在指导教师指导下独立研究、写作的成果,论文中所引用他人的文献、数据、图件、资料均已明确标注;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注明并表示感谢。
本人完全清楚本声明的法律后果,申请学位论文和资料若有不实之处,本人愿承担相应的法律责任。
论文作者签名:时间:年月日指导教师签名:时间:年月日西安邮电学院毕业设计(论文)任务书学生姓名指导教师职称学院系部专业题目智能小车设计任务与要求1.学习并熟系统基本结构设计的基本理论。
2.学习arm的基本原理和应用设计。
3.学习并掌握IAR的使用方法。
4.学习掌握步进电机驱动电路及接口设计。
5.设计结构及系统电路并相关程序。
6 系统设计及调试。
开始日期2011年4月18日完成日期2011年6月5日主管院长(签字) 年月日毕业设计 (论文) 工作计划学生姓名指导教师职称学院系部专业题目智能小车设计工作进程主要参考书目(资料)《ARM体系结构与编程》《A RM处理器与C语言开发应用》《基于ARM的嵌入式系统开发》《ARM嵌入式系统基础教程(第二版)》《侯冬晴.ARM技术原理与应用》《基于ARM的嵌入式系统开发与应用》《从51到ARM—32位嵌入式系统入门》《ARM嵌入式实验教程》主要仪器设备及材料Easyarm1138、5V四相步进电机(28BYJ-48-5V)、红外避障传感器、小车轮子、阻容器件、电池盒、4节1.5V电池、铁质月饼盒、螺丝、螺母、PC机等。
论文(设计)过程中教师的指导安排每周1次答疑指导。
对计划的说明希望通过自学和请教老师,能将一个自己完全不熟悉的项目做好,真心的想通过此次项目锻炼自己的学习能力与动手能力。
毕业设计(论文)开题报告学院专业2007级0702 班课题名称:智能小车设计学生姓名:学号:指导教师:报告日期:2010年10月28日本报告必须由承担毕业论文(设计)课题任务的学生在毕业论文(设计) 正式开始的第1周周五之前独立撰写完成,并交指导教师审阅。
智能小车详细设计方案及说明书

2.1
根据设计要求,我们的自动避障小车主要由六个模块构成:车体框架、电源及稳压模块、主控模块、探测模块、电机驱动模块组成。 各模块分述如图2-1。
图2-1智能小车总体框图
2.2
在设计车体框架时,我们有两套起始方案,自己设计画出小车的模型和直接购买玩具电动车改装。
现智能小车发展很快,从智能玩具到其它各行业都有实质成果.其基本可实现循迹,避障,检测贴片,寻光入库,避崖等基本功能,现在大学电子设计大赛智能小车又在向声控系统发展.比较出名的飞思卡尔智能小车更是走在前列,我此次的设计主要实现循迹避障通信及遥控功能。
2方案设计与论证
根据题目的要求,确定如下方案:首先设计出小车的基本模形以及传动方案,并在车上加装光电检测器,实现对电动车的速度、位置、运行状况的实时测量,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车的智能控制。
方案2: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。因此我们考虑其他更加稳定的方案。
该智能小车可以作为机器人的典型代表.它可以分为三大组成部分:传感器检测部分,执行部分,cpu.机器人要实现自动避障功能,还可以扩展循迹等功能,感知导引线和障碍物.可以实现小车自动识别路线,选择正确的行进路线,并检测到障碍物自动躲避.考虑使用价廉物美的红外反射式传感器来充当.智能小车的执行部分,是由直流电机来充当的,主要控制小车的行进方向和速度.单片机驱动直流电机一般有两种方案:第一,勿需占用单片机资源,直接选择有pwm功能的单片机,这样可以实现精确调速;第二,可以由软件模拟pwm输出调制,需要占用单片机资源,难以精确调速,但单片机型号的选择余地较大.考虑到实际情况, cpu使用AT89c52单片机,配合软件编程实现.
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摘要随着科学技术的进步,智能化和自动化技术越来越普及,各种高科技技术也广泛应用于智能小车河机器人玩具制造领域,使智能机器人越来越多样化。
智能小车是一个多种高新技术的集成体,融合了机械,计算机硬件,软件,电子,人工智能等多种科学技术的知识,可以涉及到当今许多前言领域的技术。
利用红外对管来检测黑线,利用超声波实现避障,并以STC89C51单片机为主控芯片控制小车的转向和速度,从而使小车实现自动循迹避障的功能。
其中由L298N驱动电路对小车驱动,单片机输出的PWM波控制速度。
由内置程序分别控制位于小车左右的直流电机的运转,实现小车的自动识别路线的功能,能够有效的控制小车遇到障碍物时能够转弯角度与循迹行驶。
本设计的结构相对简单,比较易于实现,体现了一定程度的智能。
关键词:智能小车;红外对管;STC89C51单片机;超声波;L298NAbstractWith the progress of science and technology, intelligent and automation technology is more and more popular, various high-tech technology is also widely used in the field of intelligent car river robot toy manufacturing, make intelligent robot has become more and more diversified. Smart car is an integration of a variety of high technology, the integration of mechanical, computer hardware, software, electronics, artificial intelligence and many other kinds of scientific and technological knowledge can involves to many of today's introduction in the field of technology.Using infrared tube to detect the black line, in order to avoid obstacles by using ultrasonic wave, and the STC89C51 MCU as the main control chip to control the car's steering and speed, so as to enable the car to achieve the function of automatic tracking and obstacle avoidance. Which is driven by the L298N driver circuit, the output of the microcontroller PWM wave control speed. By the built-in program control located in the car about DC motor running, the car automatic recognition route function, can effectively control the car encountered obstacles to the steering angle and tracking road. The structure of the design is relatively simple, the comparison is easy to realize, and it embodies the intelligence of a certain degree..Keywords: intelligent vehicle; infrared tube; STC89C51 MCU; ultrasonic; L298N目录摘要 (1)Abstract (2)引言 (1)1绪论 (2)1.1智能玩具的意义和作用 (2)1.2 智能小车的现状 (3)1.2.1 国外移动机器人的状况 (3)1.2.2 国内移动机器人的状况 (3)2 方案设计与论证 (5)2.1 主控系统 (5)2.1.1 AT89C52单片机简介 (5)2.1.2 单片机的发展 (6)2.2 电机驱动模块 (7)2.2.1 H桥式电路工作原理 (9)2.2.2 PWM调速技术 (9)2.3循迹模块 (9)2.3.1光电传感器的工作原理 (9)2.3.2光电传感器的分类和工作方式 (10)2.4避障模块 (11)2.4.1 超声波测距的原理 (12)2.4.2 超声波传感器的分类 (13)2.4.3 超声波测距特点 (13)2.5 显示模块 (14)2.5.1 数码管的结构及工作原理 (14)2.5.2 数码管的选择 (15)2.6机械系统 (15)2.6.1 电机驱动部分: (16)2.6.2 电池的安装: (16)2.7电源模块 (16)3 硬件设计 (17)3.1 总体设计 (17)3.1.1主板设计框图如图3.1 (17)3.2驱动电路 (18)3.2.1 电机驱动电路设计 (18)3.2.2 信号检测电路设计 (19)3.2.3 主控电路设计 (20)3.3 显示模块电路设计 (21)4 软件设计 (23)4.1 主程序设计 (23)4.1.1 主程序框图 (23)4.1.2 主程序流程图 (24)4.2 循迹模块程序设计 (25)4.3 避障模块程序设计 (26)4.4 显示模块的程序设计 (28)5 制作安装与调试 (29)5.1 小车的安装 (29)5.2小车的调试 (29)5.3智能小车的功能 (31)结论 (32)参考文献 (34)引言随着微电子技术的不断发展,单片机不但集成程度越来越高,已可以在一块芯片上同时集成CPU、存储器、定时器/计数器、并行和串行接口、看门狗、前置放大器、A /D 转换器、D/A 转换器等多种电路,而且体积越来越小,功耗越来越低,这就很容易将计算机技术与测量控制技术结合,组成智能化测量控制系统[8]。
这种技术促使机器人技术也有了突飞猛进的发展,目前的机器人技术发展异常迅速,已经出现了各种各式的用于各种用途的机器人了,机器人的设计与制造已经不是很高难度的事情了,已经具有普及性了。
本文设计以STC89C52 单片机作为检测和控制核心。
采用红外光电传感器检测路面黑线及障碍物,应用超声波传感器测距,利用单片机控制电动机的转动方向和转速。
通过软件编程实现小车的行进、绕障。
通过对电路的优化组合,可以最大限度地利用51 单片机的全部资源。
P0 口用于连接VCC,P1 口用于传感器的数据采集与中断控制,P2口用于电动机的驱动控制。
这样做的优点是:简单有效,降低了总体设计的成本。
1绪论1.1智能玩具的意义和作用自从第一台工业机器人诞生以来,机器人的发展已经在机械、电子、冶金、交通、宇航、国防等领域遍布。
由于机器人的智能水平的不断提高,人们的生活方式迅速地改变着。
在人们不断认识、改造、探讨自然的过程中,替代人劳动的机器的实现一直是人类的梦想。
由于科学技术的进一步发展,机器人的感觉传感器种类逐渐增加,视觉传感器对自动行走和驾驶的功能的实现起到主要作用。
自主式智能导航系统是视觉的典型应用领域,图像处理技术对于视觉的各种技术而言已相当发达,而基于图像的理解技术相对落后,需要通过大量的运算的机器视觉也只能识别部分结构化环境相对简单的目标。
摄像管或CCD是视觉传感器的核心器件, CCD目前已能实现自动聚焦。
但CCD传感器的使用方式、价格、体积上不占优势,因此在只需要粗略感觉不要求清晰图像的系统中的一种实用有效方法是使用接近觉传感器。
机器人想要实现自动导引、避障功能需感知导引线和障碍物,感知导引线相当于给机器人添加一个视觉功能。
自动导引小车(AVG—auto-guide vehicle)系统使智能小车基于它实现自动识别、判定进而自动避开障碍,选择正确的行驶路径。
传感器用于感知路线和障碍并且做出判定和相应的执行动作。
智能避障小车可以分为三大组成部分:传感器检测部分、执行部分和CPU。
机器人在实现自动避障功能的同时,还可以拓展循迹等功能,可以感知导引线和障碍物。
使小车实现自动识别路线,选择正确的行进路径,检测到障碍物并自动避开。
基于以上要求,考虑到小车不需要感知特别清晰的图像,传感检测部分只需要粗略感知便可,所以不使用昂贵的CCD传感器而考虑邮性价比高的的红外反射式传感器来替代。
智能小车的驱动部分,是由直流电机来实现,主要控制小车的行进速度和方向。
单片机驱动直流电机有两种可行方案:第一,,选择有PWM功能的单片机不需要占用单片机资源,可以实现精确的调速;第二,PWM输出调制由软件模拟实现,需占用单片机资源,很难精确调速,但单片机型号的选择性比较大。
综合考虑,我们选择第二种方案。
CPU由STC89C52单片机配合软件编程实现。
1.2智能小车的现状1.2.1国外移动机器人的状况到20世纪90年代,以研制高水平的环境信息传感器和信息处理技术,适应性强的移动机器人控制技术,真实环境下的规划技术为标志,展开了移动机器人更高层次的研究。
随着技术的进步,移动机器入开始在更现实的基础上,开拓各个应用领域,向实用化前进。
如1997年牛津大学机器人研究小组采用分布式滤波及局部智能控制代理的系统模式,利用卡尔曼滤波方法融合来自摄像机、激光测距、声纳的数据信息,设计出了在已知或未知的工厂环境下工作的移动机器人。
美国国家航空和宇宙航行局(nasa)资助研制的八足行走机器人。
丹蒂Ⅱ”,作为能实现远程探险的高性能移动机器人,于1994年在斯珀火山的火山口迸行了成功的表演。
美国nasa研制的火星探测机器人“sojourner”于1997年登上火星,验证了自主移动机器人在火星表面运动和进行科学试验的可行性。
2003年,美国nasa又派出两个火星着陆器,这两个着陆器上各带勇气号和机遇号火星漫游者,到火星上采集数据.在任务期间,“勇气”创造了日行27.5米的纪录,打破了“sojourner”97年创下的日行7米的记录;“机遇”号也己成功地在火星上进行了多种科学实验。
后来,美国宇航局又在研究另一种新型的火星探测器一火星科学实验室(MSL),是一种适用于所有地形的多用途机器人,乃执行任务。