简易智能循迹定位小车
智能循迹小车___设计报告
智能循迹小车___设计报告设计报告：智能循迹小车一、设计背景智能循迹小车是一种能够通过感知地面上的线条进行导航的小型机器人。
循迹小车可以应用于许多领域，如仓库管理、物流配送、家庭服务等。
本设计旨在开发一款功能强大、性能稳定的智能循迹小车，以满足不同领域的需求。
二、设计目标1.实现循迹功能：小车能够准确地识别地面上的线条，并按照线条进行导航。
2.提供远程控制功能：用户可以通过无线遥控器对小车进行控制，包括前进、后退、转向等操作。
3.具备避障功能：小车能够识别和避开遇到的障碍物，确保行驶安全。
4.具备环境感知功能：小车能够感知周围环境，包括温度、湿度、光照等参数，并将数据传输给用户端。
5.高稳定性和可靠性：设计小车的硬件和软件应具备较高的稳定性和可靠性，以保证长时间的工作和使用。
三、设计方案1.硬件设计：(1) 采用Arduino控制器作为主控制单元，与传感器、驱动器等硬件模块进行连接和交互。
(2)使用红外传感器作为循迹传感器，通过检测地面上的线条来实现循迹功能。
(3)使用超声波传感器来检测小车前方的障碍物，以实现避障功能。
(4)添加温湿度传感器和光照传感器，以提供环境感知功能。
(5)将无线模块与控制器连接，以实现远程控制功能。
2.软件设计：(1) 使用Arduino编程语言进行程序设计，编写循迹、避障和远程控制的算法。
(2)设计用户界面，通过无线模块将控制信号发送给小车，实现远程控制。
(3)编写数据传输和处理的程序，将环境感知数据发送到用户端进行显示和分析。
四、实施计划1.硬件搭建：按照设计方案中的硬件模块需求，选购所需元件并进行搭建。
2.软件开发：根据设计方案中的软件设计需求，编写相应的程序并进行测试。
3.功能调试：对小车的循迹、避障、远程控制和环境感知功能进行调试和优化。
4.性能测试：使用不同场景和材料的线条进行测试，验证小车的循迹性能。
5.用户界面开发：设计用户端的界面，并完成与小车的远程控制功能的对接。
智能小车循迹原理
智能小车循迹原理
智能小车循迹技术是指通过传感器和控制系统实现小车在特定轨迹上行驶的技术。
循迹技术在无人驾驶、物流运输、工业自动化等领域有着广泛的应用。
下面我们将介绍智能小车循迹原理及其实现方式。
首先，智能小车循迹的原理是基于传感器检测地面轨迹，通过控制系统对小车
进行精确的控制，使其沿着特定轨迹行驶。
常用的循迹传感器包括红外线传感器、光电传感器和摄像头等。
这些传感器能够检测地面上的标志线或者其他特定的标记，从而确定小车需要行驶的路径。
其次，实现智能小车循迹的方式主要包括两种，一种是基于预先编程的路径，
另一种是基于实时检测的路径。
基于预先编程的路径是指在小车行驶之前，通过对地面轨迹进行扫描和记录，然后将路径信息编程到控制系统中，使小车能够按照预先设定的路径行驶。
而基于实时检测的路径则是通过传感器实时检测地面轨迹，然后根据检测到的路径信息对小车进行实时控制，使其能够跟随着地面轨迹行驶。
另外，智能小车循迹技术的实现还需要考虑控制算法和执行器。
控制算法是指
对传感器检测到的路径信息进行处理和分析，然后产生相应的控制指令，控制小车进行行驶。
执行器则是指根据控制指令对小车的驱动系统进行控制，使其按照指令进行行驶。
总的来说，智能小车循迹技术是通过传感器检测地面轨迹，控制系统进行路径
分析和控制指令生成，以及执行器对小车进行实时控制，从而实现小车在特定轨迹上行驶的技术。
这项技术在自动化领域有着广泛的应用前景，可以提高物流运输效率，减少人力成本，同时也为无人驾驶技术的发展提供了重要支持。
随着传感器和控制系统技术的不断进步，相信智能小车循迹技术将会得到更加广泛的应用和发展。
循迹小车
目录摘要 (2)1.1系统组成结构 (3)1.2应用软件介绍 (3)1.3原理分析 (4)第二章硬件电路原理图 (5)2.1系统硬件设计原理图 (5)2.2单片机系统电路图 (6)2.3电源电路图 (7)2.4电动机控制驱动图 (8)2.5电机控制方法 (9)2.6循迹小车光电采样电路 (10)第三章元器件介绍 (11)3.1低压差稳压芯片LM2940简介 (11)3.2用于避障功能的光电传感器 (11)3.3黑白线检测传感器 (12)3.4常用H桥集成电路芯片L298 (12)第四章软件系统的实现 (14)4.1主程序设计 (15)4.2设计思路 (15)设计总结 (16)参考文献 ........................................... 错误！未定义书签。
附录：源程序代码 . (18)摘要智能车以及在智能车辆基础上开发出来的产品已成为航天、医疗、工业控制、物流等各个领域的关键设备因此世界上许多国家都在积极进行智能车的研究和开发设计。
本文介绍了以AT89C51单片机为核心控制系统，通过传感器读入数据，采用红外对管获取赛道的信息。
经单片机处理后，输出控制信号给马达驱动电路，来控制马达的正反转动。
所以整个过程不需要人来控制，当不同的传感器检测到黑线时，马达会有不同的转动方向。
以达到智能小车循迹运行的目地，从而实现了简单的智能控制。
智能小车的结构主要分为以下几个部分：1. 循迹模块：用于探测黑线的位置，基础由若干个光电管组成，通过反射红外线的变化判断黑线的有无。
高年级的同学建议尝试使用摄像头等作为传感器。
3. 电机驱动模块，本系统用两个直流电机。
由于单片机输出的电流有限，无法直接驱动电机进行工作，因此需要通过专用的电路进行驱动，只要单片机给出相应的控制信号，便可控制电机工作，本文以较为常用的H桥驱动芯片L298N 为例，鼓励大家自行选择更合适的驱动方案。
4. 单片机模块，根据使用的传感器和控制策略的不同，单片机的选择也不同，对于低年级刚入门的同学可以使用51 单片机，有一定基础的同学可以使用性能稍强的AVR 系列，高年级同学推荐使用MSP430 或者S12 等其他性能更强的单片机。
智能小车循迹原理
智能小车循迹原理
智能小车循迹原理是通过使用感应器和控制算法来实现。
循迹感应器通常是由多个红外线传感器组成，这些传感器被安装在小车底部，并用于检测地面上的跟踪线。
这些红外线传感器能够发射和接收红外线信号。
当小车开始行驶时，红外线传感器会发射红外线信号，并迅速接收反射回来的信号。
如果传感器检测到白色地面，则意味着小车已偏离跟踪线。
根据传感器接收到的信号强度，算法会计算出小车偏离跟踪线的程度和方向。
接下来，控制算法会根据传感器的测量结果来调整小车的方向。
如果小车偏离跟踪线的程度较小，则只需进行轻微的调整，如微弱转向。
而如果偏离程度较大，则可能需要更大的转向角度来重新回到跟踪线上。
循迹算法可以通过PID控制器进行实现。
PID控制器通过使用
P（比例）、I（积分）和D（微分）三个参数来实现精确的控制。
比例参数用于根据偏离程度来计算所需的转向角度。
积分参数用于纠正持续的偏离，而微分参数用于平稳地调整转向角度变化的速率。
循迹原理的关键是通过连续地检测和调整来保持小车在跟踪线上运行。
这种感应器和控制算法的结合使得智能小车能够准确地遵循预定的路径，并在偏离时能够及时进行修正。
循迹小车简单设计方案
循迹小车简单设计方案
循迹小车是一种能够自动沿着指定轨迹行驶的小车。
它通常由车体、电机、传感器、控制板等组件组成。
下面是一个简单的循迹小车设计方案。
首先，车体部分。
车体可以使用两个驱动轮和一个万向轮的结构。
驱动轮可以通过电机驱动，万向轮可以用于保持车体的平衡和方向控制。
车体通常使用轻质材料制作，比如塑料板或者
3D打印的部件。
在车体上还要设计出安装电路板和传感器的
空间。
其次，电机部分。
选择一个适合的直流电机，电机的功率可以根据实际需要进行选择。
电机需要能够提供足够的动力，以便推动小车沿着指定轨迹行驶。
同时，还需要安装一个驱动电路板，用于控制电机的转动速度和方向。
然后，传感器部分。
循迹小车通常会安装光电传感器来检测地面上的轨迹。
光电传感器能够判断地面上的黑白色块，从而确定小车是否需要调整方向。
这些传感器可以通过引脚连接到控制板上。
最后，控制板部分。
控制板是循迹小车的核心，用于接收传感器的数据，控制电机的运行。
在控制板上，可以使用微控制器，如Arduino等，来编写控制程序。
控制程序可以根据传感器检
测到的轨迹，计算出小车需要调整的方向和速度，然后控制电机的转动，实现小车沿着指定轨迹行驶。
综上所述，一个简单的循迹小车设计方案包括车体、电机、传感器和控制板等部分。
这些部分需要合理设计和选型，才能确保小车能够准确行驶在指定的轨迹上。
当然，这只是一个基础的设计方案，实际应用中可能会有更多复杂的要求和功能。
智能循迹小车-电子设计大赛优选全文
智能寻迹小车总结报告08电本3袁坤朱昊汪武杰1.设计任务：设计并制作了一个智能电动车，通过车前方的感光模块引导小车沿黑色路径运行，并记录小车整个运动过程的时间。
（1）感光模块引导小车运动：小车黑色轨迹白色背景图1如图1，小车运行在以白色背景的黑色轨迹上。
小车在整个运行过程中沿黑色轨迹运动，当黑色轨迹向左转时，小车能够自动左转弯，左转弯灯亮；当黑色轨迹向右转时，小车能够自动右转弯，右转弯灯亮。
（2）小车能记录整个运行过程的时间：在小车开始运行时，单片机控制计时，当小车收到停止指令后，计时器停止计时，并通过小车上的数码管显示小车整个运行过程的时间。
2.程序框图寻迹小车的主程序如下3.系统的具体设计与实现根据设计任务要求，并且根据我们自己的需要而附加的功能，该电路的总体框图可分为几个基本的模块，框图如（图2）所示：红外传感模块3.1设计中选用红外传感器来准确检测黑色寻迹线。
共设置2个传感器,传感器检测到黑色的寻迹线时，输出逻辑电平1，检测不到黑色寻迹线时，输出逻辑电平0。
在小车正前方中间安装两个标号是1号和2号的传感器用于定位寻迹线中心线，如图。
实物图：由电路图可以看出，在整个运行过程中，红外线发射管一直工作，发出红外线，由于黑色对红外线的反射量很小，而白色背景对红外的反射量很大，这样经过红外接收管的电压值的不同，可以判断出小车的运行情况。
当小车在黑色轨迹上正常运行时，1号和2号传感器输出1，当小车右偏时，2号由输出1转变为0，此时单片机驱动电机模块，调控小车左右两轮的转速，调整车身向左转；当小车左偏时，1号由输出1转变为0，单片机调控小车车身向右转。
传感器部分是小车的“眼睛”，只有通过它的引导小车才能正常在轨道上运行。
在小车的调试过程中，遇到了一些问题。
第一，两个传感器中的红外管有时一直感光，有时感光很差；第二，在黑线上运行时，在一些弯路传感器可以判断出来，一些反应迟钝，并且恢复直行的时候，传感器却依然保持上一状态运行。
《自动循迹小车》课件
,
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
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。
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简易智能循迹定位小车
移动机器人正朝着智能化和多样化等方向发展，其应用越来越广泛。
但是市场上的遥控汽车都价格昂贵，质量也参差不齐。
因此，用户自己利用单片机开发一个玩具小车，利用手机蓝牙来进行控制，完成循迹和定为功能，可以更好地增加用户的娱乐性，参与感和动手能力。
1 整体设计
该设计使用红外线发射和接收管等分立元件组成探头，并使用LM399电压比较器，防止临界输出抖动作为核心器件构成中控电路。
超声波通过发射信号到收到的回响信号的时间间隔可以计算得到距离，来完成避障的功能。
GPS定位通过C3-470模块来获得小车位置的经纬度，LCD液晶可以通过按键来选择所需的功能。
并且可以通过手机蓝牙来控制小车。
2 硬件设计
2.1 循迹模块
用于探测黑线的位置，位于车头前端，由若干个光电管组成，通过反射红外线的变化判断黑线的有无。
当被检测物体是白色时，由于白色将光线反射回来，接收管导通，输出低电平。
当被检测物体是黑色时，由于黑色会吸收大量光线，那么反射回来的光线就少，接收管不导通，输出高电平。
设计者可以用黑色绝缘胶带进行路线的设计。
2.2 超声波避障模块
为了保证小车的安全，加入了避障模块，使用的是HC-SR04超声波测距模块，它可提供2cm-400cm的非接触式距离感测功能，测距精度可达到3mm；模块包括超声波发射器、接收器和控制电路。
2.3 电源模块
本智能车系统工作电压有+5V和7.2V两种电压，由7.2V
/2000mAh的Ni-Cd蓄电池组直接给驱动电机和转向舵机供电。
5V 给车速传感器、MCU以及光电传感器供电，5V电源的实现是通过电源管理芯片LM2575-5.0来实现的。
舵机转向模块，通过一定占空比的方波控制舵机转过的角度，舵机具有力矩大，响应速度快等特点[4-5]。
电机驱动模块，由于单片机输出的电流有限，无法直接驱动电机进行工作，因此需要通过专用的电路进行驱动，只要单片机给出相应的控制信号，便可控制电机工作，较为常用的H桥驱动芯片L298N 。
2.4 蓝牙模块
本设计选择HC-05 嵌入式蓝牙串口通讯模块，进行小车与手机之间的通信，从而使得用户能随心所欲地控制小车的运动轨迹。
先用电脑蓝牙连接其模块，通过串口调试助手，运用AT 指令来设置相应的波特率，用户名，密码和其他相应的指令。
然后连接单片机RX 、TX 运用异步串行通讯经过串口中断来发送命令控制小车。
需要注意的是，运行本模块可设置为主机或从机，主机能和从机配对通信，从机与从机之间或主机与主机之间不能通信。
3 总结
随着人工智能技术的发展，如果在循迹小车上加入一些新的路径识别算法，将会让小车更加智能。
这样开发出来的自动循迹小车具有相当的实际应用价值，用户体验得以提高，市场前景良好，具有很好的经济效益和前景。