智能循迹小车程序

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智能循迹小车答辩课堂PPT

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?

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


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。

智能循迹小车___设计报告

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。

智能循迹小车

智能循迹小车

“智能循迹小车”资料合集目录一、基于STM32的智能循迹小车设计二、智能循迹小车硬件设计及路径识别算法三、基于Arduino的智能循迹小车研究四、基于单片机的智能循迹小车设计五、基于MC9S12S128的智能循迹小车设计六、基于C51高级语言程序控制的智能循迹小车设计与实现基于STM32的智能循迹小车设计随着科技的不断发展,智能化、自动化成为了现代社会的热门词汇。

其中,智能循迹小车作为一种能够自动沿着预定路径行驶的智能车辆,已经成为了研究热点。

本文旨在探讨基于STM32微控制器的智能循迹小车设计方法。

控制器:STM32F103C8T6微控制器,具有丰富的外设和高速的处理能力。

传感器:红外线传感器和超声波传感器。

红外线传感器用于检测路径上的黑线,超声波传感器则用于避障和速度测量。

电机驱动:L293D电机驱动器,可以驱动两个直流电机。

电源:1V锂电池,同时为传感器和电机提供电源,并通过电源管理模块进行电源稳压。

其他组件:HC-05蓝牙模块(用于无线通信)、SD卡(用于存储循迹路径)、LED指示灯(用于指示小车状态)等。

程序主体:使用C语言编写程序,主体结构包括初始化、传感器数据采集、数据处理、电机控制等部分。

传感器数据处理:通过读取红外线传感器的数据,判断小车是否偏离了预定路径,并计算出校正量。

同时,通过读取超声波传感器的数据,判断前方是否有障碍物,并计算出避障距离。

电机控制算法:根据传感器数据处理得到的校正量和避障距离,通过PID算法控制电机的速度和转向,实现自动循迹和避障功能。

无线通信模块:使用HC-05蓝牙模块实现遥控器控制和手机APP实时监控等功能。

系统调试:通过SD卡存储循迹路径,实现系统调试功能。

同时,可以通过LED指示灯观察小车的运行状态。

在实验室环境中对智能循迹小车的性能进行测试。

通过多次试验,观察小车的循迹精度、避障效果、运行稳定性等方面的情况。

根据实验结果对小车的软硬件进行优化和改进。

基于STM32的智能循迹避障小车

基于STM32的智能循迹避障小车

基于STM32的智能循迹避障小车【摘要】本文介绍了一款基于STM32的智能循迹避障小车。

在引言中,我们简要介绍了背景信息,并阐明了研究的意义和现状。

在我们详细讨论了STM32控制系统设计、循迹算法实现、避障算法设计、硬件设计和软件设计。

在结论中,我们分析了实验结果,讨论了该小车的优缺点,并展望了未来的发展方向。

通过本文的研究,我们验证了该智能小车在循迹和避障方面的性能,为智能移动机器人领域的研究提供了新的思路和方法。

【关键词】关键词:STM32、智能小车、循迹避障、控制系统、算法设计、硬件设计、实验结果、优缺点、未来展望1. 引言1.1 背景介绍智能循迹避障小车是一种基于STM32单片机的智能机器人,在现代社会中起着越来越重要的作用。

随着科技的发展,人们对智能机器人的需求也日益增长。

智能循迹避障小车不仅可以帮助人们完成一些重复性、繁琐的任务,还可以在一些特殊环境下代替人类进行工作,提高效率和安全性。

循迹功能使智能小车能够按照特定的路径行驶,可以应用于自动导航、自动驾驶等领域。

而避障功能则使智能小车具有避开障碍物的能力,适用于环境复杂、存在风险的场所。

通过将这两个功能结合起来,智能循迹避障小车可以更好地适应各种复杂环境,完成更多的任务。

本文旨在探讨基于STM32的智能循迹避障小车的设计与实现,通过研究其控制系统设计、循迹算法实现、避障算法设计、硬件设计和软件设计等方面,为智能机器人领域的发展做出一定的贡献。

1.2 研究意义智能循迹避障小车的研究旨在利用先进的STM32控制系统设计和算法实现,实现小车的智能循迹和避障功能,从而提高小车的自主导航能力和适应性。

研究意义主要包括以下几个方面:1. 提升科技水平:通过研究智能循迹避障小车,促进了在嵌入式系统领域的发展,推动了智能控制和算法设计的进步,增强了人工智能在实际应用中的影响力。

2. 提高生产效率:智能循迹避障小车可以应用于仓储物流、工业自动化等领域,可以替代人工完成重复、枯燥的任务,提高了生产效率和效益。

智能循迹避障小车设计

智能循迹避障小车设计

目录摘要 (2)绪论 (2)2方案设计与论证 (3)2.1 主控系统 (3)2.2 电机驱动模块 (4)2.3 循迹模块 (5)2.4 避障模块 (6)2.5 机械系统 (7)2.6电源模块 (7)3硬件设计 (7)3.1总体设计 (7)3.2驱动电路 (8)3.3信号检测模块 (9)3.4主控电路 (10)4 软件设计 (12)4.1主程序模块 (12)4.2电机驱动程序 (12)4.3循迹模块 (13)4.4避障模块 (15)结束语 (19)致谢 (19)参考文献 (19)智能循迹避障小车李庆滨(德州学院物理系,山东德州253023)摘要利用红外对管检测黑线与障碍物,并以STC89C52单片机为控制芯片控制电动小汽车的速度及转向,从而实现自动循迹避障的功能。

其中小车驱动由L298N驱动电路完成,速度由单片机输出的PWM 波控制。

关键词智能小车;STC89C52单片机;L298N;红外对管1 绪论自第一台工业机器人诞生以来,机器人的发展已经遍及机械、电子、冶金、交通、宇航、国防等领域。

近年来机器人的智能水平不断提高,并且迅速地改变着人们的生活方式。

人们在不断探讨、改造、认识自然的过程中,制造能替代人劳动的机器一直是人类的梦想。

随着科学技术的发展,机器人的感觉传感器种类越来越多,其中视觉传感器成为自动行走和驾驶的重要部件。

视觉的典型应用领域为自主式智能导航系统,对于视觉的各种技术而言图像处理技术已相当发达,而基于图像的理解技术还很落后,机器视觉需要通过大量的运算也只能识别一些结构化环境简单的目标。

视觉传感器的核心器件是摄像管或CCD,目前的CCD已能做到自动聚焦。

但CCD传感器的价格、体积和使用方式上并不占优势,因此在不要求清晰图像只需要粗略感觉的系统中考虑使用接近觉传感器是一种实用有效的方法。

机器人要实现自动导引功能和避障功能就必须要感知导引线和障碍物,感知导引线相当给机器人一个视觉功能。

避障控制系统是基于自动导引小车(AVG—auto-guide vehicle)系统,基于它的智能小车实现自动识别路线,判断并自动避开障碍,选择正确的行进路线。

智能循迹小车说明书

智能循迹小车说明书

本科毕业设计说明书题目:智能循迹小车院(部):机电工程学院专业:班级:姓名:学号:指导教师:完成日期:摘要 (2)ABSTRACT (4)1.绪论........................................................................................................................... - 1 - 1.1智能小车的作用和意义 ........................................................................................ - 1 -1.2智能小车的现状...................................................................................................... - 2 -2.方案设计与论证 ................................................................................................... - 3 - 2.1循迹模块 ................................................................................................................... - 3 - 2.2主控系统 ................................................................................................................... - 4 - 2.3电机驱动模块 .......................................................................................................... - 5 - 2.4机械系统 ................................................................................................................... - 7 -2.5电源系统 ................................................................................................................... - 7 -3.硬件设计................................................................................................................... - 8 - 3.1信号检测模块 .......................................................................................................... - 8 - 3.2主控电路 ................................................................................................................... - 8 - 3.3驱动电路 ................................................................................................................. - 11 -3.4总体设计 ................................................................................................................. - 11 -4.软件设计................................................................................................................. - 13 - 4.1总体结构框图 ........................................................................................................ - 13 - 4.2总体程序流程图.................................................................................................... - 14 - 4.3总程序...................................................................................................................... - 14 -4.4软件仿真 ................................................................................................................. - 38 -5.安装和调试............................................................................................................ - 40 - 结束语............................................................................................................................ - 42 - 致谢 .............................................................................................................................. - 43 - 参考文献 ...................................................................................................................... - 44 -本设计主要有三个模块包括信号检测模块、主控模块、电机驱动模块。

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。

智能循迹避障小车简版

智能循迹避障小车智能循迹避障小车---1. 引言智能循迹避障小车是一种能够根据环境中的信息自主移动的车辆,通过具备循迹和避障的能力,能够在不需要人工干预的情况下自主导航。

这种小车通常使用各种传感器来感知周围环境,使用算法来处理感知数据,并根据处理结果做出移动决策。

本文将介绍智能循迹避障小车的原理、设计和应用。

2. 原理智能循迹避障小车的原理主要包括感知、决策和执行三个部分。

2.1 感知感知是指小车通过各种传感器感知周围环境的过程。

常用的传感器包括红外线传感器、超声波传感器和摄像头等。

红外线传感器可以用来检测前方是否有障碍物,超声波传感器可以用来测量障碍物的距离,摄像头可以用来获取场景图像。

通过这些传感器,小车可以获得关于障碍物位置、距离和形状等信息。

2.2 决策决策是指小车根据感知到的环境信息做出移动决策的过程。

在决策过程中,通常会使用机器学习算法进行数据分析和模式识别,以便更准确地判断障碍物的位置和形状,并制定相应的移动策略。

例如,如果感知到前方有障碍物,小车可以选择绕过障碍物或者停下来等待。

2.3 执行执行是指小车根据决策结果执行相应的移动动作的过程。

根据决策结果,小车可以通过调整轮速或者改变行驶方向的方式来避开障碍物。

利用电机和轮子的组合,小车可以实现前进、后退、转向等多种运动。

3. 设计智能循迹避障小车的设计包括硬件设计和软件设计两个方面。

3.1 硬件设计硬件设计主要包括选取合适的传感器和执行器,并搭建相应的电子电路。

可以选择使用Arduino等单片机作为控制中心,连接红外线传感器、超声波传感器、摄像头以及电机和轮子等组件。

通过编程控制各个组件之间的通信和协作,实现小车的感知、决策和执行功能。

3.2 软件设计软件设计主要包括对传感器数据的处理和决策算法的实现。

可以使用C/C++等编程语言编写程序,通过读取传感器数据、分析数据并做出相应的决策。

常用的算法包括机器学习、图像处理和路径规划等。

智能循迹小车精讲PPT课件

性等。
可量化性
评估指标应具备可量化 性,方便进行客观、准
确的性能评估。
可比性
评估指标应具有可比性, 以便对不同循迹小车或 不同改进方案进行性能
对比。
实际意义
评估指标应具有实际意 义,能够反映循迹小车 在实际应用中的性能表
现。
结果分析与改进建议
结果分析
根据测试结果,对循迹小车的性能进行全面分析,找出存在的问题 和不足。
应用拓展 智能循迹小车将在更多领域得到应用,如仓储物流、智能 家居、医疗服务等,推动相关产业的智能化升级。
多车协同 未来智能循迹小车将实现多车协同作业,提高整体工作效 率,同时降低单个车辆的制造成本。
未来研究方向探讨
复杂环境适应性
人机交互优化
研究如何在复杂多变的环境中实现智能循迹 小车的稳定导航和定位,提高其环境适应性。
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。
经验分享
在开发过程中要注重代码的可读性和可维护性,以便后期进行功能扩展和性能优化;同时要注意传感器的 选型和布局对循迹效果的影响,合理选择和布局传感器可以提高小车的循迹精度和稳定性。
循迹算法原理及实现方法
循迹算法原理
通过检测小车与路径之间的相对位置关系,控制小车的运动方向和速度,使小 车能够沿着预定路径行驶。常见的循迹算法有PID控制算法、模糊控制算法等。
实现方法
通过传感器(如红外传感器、超声波传感器等)检测路径信息,将检测到的路 径信息输入到控制器中,控制器根据预设的循迹算法计算出控制量,控制小车 的电机转动,实现小车的循迹行驶。
智能循迹小车精讲 PPT课件

智能循迹小车报告

智能循迹小车队长:黎建峰队员:江福家章春金赛前辅导老师:吴桔生张荣刚林章文稿整理辅导老师:吴桔生摘要设计分为五个模块:单片机最小系统、电机驱动电源、电机驱动电路、红外循迹模块、显示模块。

电机驱动电路用于转向控制;红外循迹模块利用四个光电管,对黑色轨道进行循迹;电机驱动电源利用两个7805提供三路5v电压,一路供给最小系统,一路供给电机驱动电路,一路供给循迹模块。

本设计中为了简化电路,减少小车的负载,利用软件编程的方法控制电机的转速从而控制小车的行驶速度,这是本设计的一大特色。

一、方案论证与比较1、轨迹探测模块设计与比较方案一、使用简易光电传感器结合外围电路进行检测由于光电传感器对行驶过程中的稳定性要求非常高,而且容易受到光线环境和路面介质的影响,误测的几率非常大。

在使用中极易出现问题,给检测和调试造成很大的困难,容易因为检测的失误导致整个系统的不正常工作,所以最终并未采用此方案。

方案二、使用两只stl198光电管把两只光电管分别排列在黑色轨迹的两侧,根据其接收反射光的多少输出高低电平来控制小车的转向,以达到循迹的目的。

但是调试表明,如果两只开关的距离很小,则以约束了小车的速度来达到检测轨迹的目的,如果两只开关的距离太大,则同时传来同一电平信号的几率很大,容易使小车的行驶路线偏离轨道,达不到循迹的目的。

方案三、使用四只stl198光电管分左右两边各两只光电管一排排列,里面的两个距离靠的较远,外面的两个靠的比较近。

当小车脱离轨道时即里面的两个光电管中有一个或者两个都偏离了轨道,等待外面的那两个光电管的任何一个检测到黑线时,做出相应的转向调整。

直到中间的两个开关管的任何一个检测到黑线为止(即回到轨道上)再恢复正向行驶。

现场调试表明,小车在行驶中虽然出现摇摆(各个光电管间的距离达到1厘米),但是基本上能准确地达到循迹目的。

综合考虑实际中光电管的安装,考虑小车的行驶速度和循迹准确性,我们最终选择了方案三。

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#include<>
#define uchar unsigned char
#define uint unsigned int
//D0-D7:f,b,a,e,d,h,c,g 共阴 依次编码
//74LS04反相器驱动数码管
uchar code table[10] = {0x5F,0x42,0x9E,0xD6,0xC3,0xD5,0xDD,0x46,0xDF,0xD7};
uchar i = 0; //用于0-3数码管轮流显示
uint j = 0; //计时的次数
uint time=0; //计时
uint pwm=16; //占空比
uint speed; //调制PWM波的当前的值
sbit R=P3^2; //右边传感器 P3^2
sbit L=P3^3; //左边传感器 P3^3
//电机驱动口定义
sbit ENB=P1^0; //前轮电机停止控制使能
sbit ENA=P1^1; //后轮控制调速控制端口
sbit IN1=P1^2; //前轮
sbit IN2=P1^3; //前轮
sbit IN3=P1^4; //后轮
sbit IN4=P1^5; //后轮
void Init()
{
TMOD = 0x12; //定时器0用方式2,定时器1用方式1
TH0=(256-200)/256; //pwm
TL0=(256-200)/256;
TH1 = 0x0F8; //定时2ms
TL1 = 0x30;
EA = 1;
ET0 = 1;
ET1 = 1;
TR0 = 1;
TR1 = 1;
}
void tim0(void) interrupt 1 //产生PWM
{
speed ++;
if(speed <= pwm) //pwm 就相当于占100的比例
{
ENA = 1;
}
else if(speed < 100)
{
ENA = 0;
}
else
speed = 0;
}
void time1() interrupt 3 //定时2ms
{
TH1 = 0x0F8;
TL1 = 0x30;
i =(i+1) % 4; //0-3循环
j++;
if(i == 0) //显示最低位数码管
{
P0 = 0x00; //段选清零防止乱码
P0 = table[time%10]; //送段码信号
}
if(i == 1)
{
P0 = 0x00;
P0 = table[time/ 10% 10];
}
if(i == 2)
{
P0 = 0x00;
P0 = table[time/ 100% 10];
}
if(i == 3)
{
P0 = 0x00;
P0 = table[time/ 1000% 10];
}
P2 = ( 0x10 << i ); //送位选信号
if(j == 500)
{
time ++; //500次为1秒
j = 0;
}
}
void forward() //前进
{
IN2=1;
IN1=0;
}
void back() //后退
{
IN2=0;
IN1=1;
}
void left() //左转
{
ENB=1; //打开使能
IN3=1;
IN4=0;
}
void right() //右转
{
ENB=1; //打开使能
IN3=0;
IN4=1;
}
void stop() //停止
{
IN2=0;
IN1=0;
IN3=0;
IN4=0;
}
void main()
{
Init(); //定时器初始化
while(1)
{
if(R==0 && L==1) //右传感器检测到黑线
{
right(); //右转
forward();
while(R==0 && L==1);
}
if(R==1 && L==0) //左传感器检测到黑线
{
left();
forward();
while(R==1 && L==0);
}
if(R==0 && L==0) //都检测到黑线则停止
{
stop();
j = 0; //定时器仍在工作,计数时间清空
}
else //都没有检测到黑线
{
ENB = 0; //关闭转向控制
forward();
}
}
}

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