智能小车系统设计(循迹超声波遥控)
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智能循迹小车课程设计报告一、课程设计目标:本次智能循迹小车课程设计的目标是让学生了解智能硬件的基础知识,掌握基本电子元器件的原理及使用方法,学习控制系统的组成和运行原理,并通过实践操作设计出一款功能齐全的智能循迹小车。
二、课程设计内容及步骤:1. 调研与分析——首先要对市面上现有的智能循迹小车进行调研与分析,了解各种类型的循迹小车的特点和优缺点,为后续的设计提供参考。
2. 硬件选型——根据课程设计目标和实际需要,选择合适的主控芯片、电子元器件和传感器等硬件。
3. 原理图设计——根据硬件选型,设计出对应的原理图,并在硬件上进行布局与焊接。
4. 程序设计——先在电路板上测试硬件是否正常,随后进行程序设计,根据传感器的反馈控制小车的运动,让小车能够沿着黑线自动循迹行驶,同时加入避障功能和自动寻迹功能。
5. 调试与优化——完成程序设计后,要对小车进行全面验收测试,发现问题及时解决并优化相关程序。
三、设计思路:本次课程设计基于树莓派电路板,利用循迹模块实现小车的自动循迹和自动寻迹。
同时将超声波模块结合避障算法实现小车的自动避障。
小车的外壳采用3D打印技术制作,操作简单实用。
四、课程设计效果:通过本课程设计,学生们从理论到实践,了解了智能硬件的基础知识,掌握了基本电子元器件的原理及使用方法,学习了控制系统的组成和运行原理。
同时,实践操作过程中,学生们培养了动手能力和实际操作的技能。
通过制作一台智能循迹小车,学生们对智能硬件的认识更加深入,并获得了较高的设计满足感。
五、课程设计展望:智能循迹小车是智能硬件应用领域的一项重要发明,具有广泛的应用前景。
未来,可以将循迹小车应用于快递、物流等行业,实现自动化送货、配送。
同时可以将遥控技术与循迹技术相结合,设计出更加高效、实用的智能循迹小车,推动智能化生产和工作环境。
《自循迹智能小车控制系统的设计与实现》篇一一、引言随着科技的不断发展,智能小车作为智能交通系统的重要组成部分,在日常生活和工业生产中得到了广泛的应用。
自循迹智能小车控制系统作为小车的核心部分,其设计与实现对于提高小车的自主导航能力和运行效率具有重要意义。
本文将详细介绍自循迹智能小车控制系统的设计与实现过程。
二、系统需求分析在系统设计之前,首先需要对自循迹智能小车控制系统的需求进行分析。
该系统需要具备以下功能:能够自主循迹、避障、路径规划以及实时反馈信息等功能。
此外,还需要考虑系统的实时性、稳定性和可靠性。
在明确了需求之后,我们才能有针对性地进行系统设计。
三、硬件设计自循迹智能小车的硬件设计主要包括传感器模块、控制模块、驱动模块和电源模块等部分。
传感器模块包括红外传感器、摄像头等,用于检测道路信息和障碍物信息;控制模块采用高性能的微控制器,负责处理传感器信息并发出控制指令;驱动模块根据控制指令驱动小车前进、后退、左转或右转;电源模块为整个系统提供稳定的电源。
四、软件设计软件设计是自循迹智能小车控制系统的核心部分,主要包括算法设计和程序编写。
算法设计包括循迹算法、避障算法和路径规划算法等。
循迹算法通过分析道路信息,使小车沿着预定路线行驶;避障算法通过分析障碍物信息,使小车能够及时避开障碍物;路径规划算法根据实时道路信息和障碍物信息,为小车规划出最优路径。
程序编写采用C语言或Python等编程语言,实现算法的逻辑控制和数据交互。
五、系统实现在硬件和软件设计完成后,开始进行系统的实现。
首先,将传感器模块与微控制器连接,实现传感器信息的采集与传输;其次,编写程序实现算法的逻辑控制和数据交互;最后,对驱动模块进行控制,使小车按照预定路线行驶。
在实现过程中,需要注意系统的实时性、稳定性和可靠性。
六、实验与测试为了验证自循迹智能小车控制系统的性能,我们进行了实验与测试。
首先,在室内和室外环境下进行循迹实验,测试小车是否能够准确沿着预定路线行驶;其次,进行避障实验,测试小车是否能够及时避开障碍物;最后,进行路径规划实验,测试小车是否能够根据实时道路信息和障碍物信息规划出最优路径。
智能循迹避障小车设计说明智能循迹避障小车是一种基于微控制器控制的智能小车,它能够根据预设程序进行自主行驶、循迹和避障。
下面是对智能循迹避障小车的设计说明:1.硬件设计智能循迹避障小车的硬件设计包括以下组成部分:1.1 微控制器:使用单片机实现小车的控制和决策,采用常见的单片机有STC、ATmega、STM32等。
1.2 传感器:使用光电传感器进行循迹,超声波传感器进行避障。
在循迹方面,一般采用两个光电传感器,安装在小车底部,分别检测黑线和白色地面;在避障方面,一般采用超声波传感器,安装在小车前方,检测前方物体距离。
1.3 驱动电机:小车驱动电机一般采用直流减速电机,通过H桥驱动电路实现正反转控制。
1.4 电源:小车电源采用锂电池或干电池供电。
1.5 其他:小车还需要一些辅助元件,如LED指示灯、蜂鸣器等。
2.软件设计智能循迹避障小车的软件设计包括以下几个方面:2.1 循迹算法:根据光电传感器检测到的黑线和白色地面的信号,判断小车当前位置,控制小车朝着黑线方向运动。
2.2 避障算法:根据超声波传感器检测到的前方距离信息,判断小车前方是否有障碍物,避免碰撞。
2.3 控制逻辑:根据传感器数据计算得出的小车状态,进行控制决策。
比如,避障优先还是循迹优先,小车如何避障等。
2.4 通信协议:如果需要远程控制或传输数据,需要设计相应的通信协议。
3.功能实现基于硬件和软件设计,实现智能循迹避障小车以下功能:3.1 循迹:小车能够自主行驶,按照预设的循迹算法进行路径规划和执行。
3.2 避障:小车能够根据预设的避障算法,自主避开前方障碍物,避免碰撞。
3.3 情境感知:小车能够通过传感器感知环境,根据感知到的信息做出相应的控制决策。
3.4 远程控制:如果需要,可以通过通信模块实现小车的远程控制和数据传输。
寻迹小车智能控制系统的设计方案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。
智能循迹小车1·介绍1·1 目的本文档的目的是介绍智能循迹小车的设计和实现细节,以及使用该小车的方法和注意事项。
1·2 背景随着和自动化技术的快速发展,智能循迹小车作为一种智能,被广泛应用于各个领域,如工业自动化、物流运输等。
它具有自主导航、避障和准确执行任务的能力,可以大大提高工作效率。
2·设计原理2·1 硬件设计智能循迹小车的硬件设计包括机械结构、电路设计和传感器选择。
机械结构需要考虑小车的稳定性和灵活性,电路设计需要满足小车的控制需求,传感器选择需要能够准确感知周围环境并提供实时数据。
2·2 软件设计智能循迹小车的软件设计包括嵌入式程序、算法和人机界面。
嵌入式程序负责控制小车的运动和感知,算法负责决策和路径规划,人机界面负责与用户进行交互和监控。
3·组件和功能智能循迹小车由以下主要组件和功能组成:3·1 微控制器单元微控制器单元是智能循迹小车的核心,负责控制小车的运动和感知。
它可以根据传感器数据进行决策,并发送驱动信号给电机。
3·2 传感器智能循迹小车采用多种传感器,如红外线传感器、超声波传感器和摄像头。
这些传感器能够感知障碍物、地面情况和周围环境,为小车提供实时数据和环境信息。
3·3 执行器执行器包括电机和轮子,用于控制小车的运动。
电机接收来自微控制器单元的驱动信号,驱动轮子实现前进、后退、转向等动作。
3·4 电源智能循迹小车使用电池作为电源,提供稳定的电压和电流以供各个组件正常工作。
4·使用说明4·1 准备工作在使用智能循迹小车之前,需要先确保小车的电源充足、传感器正常工作和电路连接正确。
4·2 启动和控制启动小车后,可以使用遥控器或者方式APP进行控制。
通过控制信号可以让小车前进、后退、转向,以及执行其他任务。
4·3 注意事项使用智能循迹小车时需要注意以下事项:●小车应在平坦的地面上使用,避免碰撞或损坏。
循迹避障智能小车设计[文档标题][目录]1.引言1.1背景1.2 目的1.3 范围2.需求分析2.1 功能需求2.2 性能需求2.3接口需求3.系统设计3.1 架构设计3.2 硬件设计3.3 软件设计4.硬件实现4.1小车底盘设计4.2 传感器选择与接口电路设计4.3 运动控制模块设计5.软件实现5.1 系统软件结构5.2 传感器数据处理算法实现5.3运动控制算法实现6.测试与验证6.1 单元测试6.2系统测试6.3 验证结果7.运行与维护7.1 环境要求7.2 运行指南7.3 维护指南8.附件8.1 原理图8.2Pcb设计文件8.3 程序源代码8.4 数据手册8.5 测试报告9.法律名词及注释9.1 名词定义9.2 注释说明10.结束语[1.引言]本文档旨在详细介绍循迹避障智能小车的设计过程。
包括需求分析、系统设计、硬件实现、软件实现、测试与验证、运行与维护等多个章节。
[2.需求分析]2.1功能需求在该章节中详细描述循迹避障智能小车的功能需求,例如:能够通过红外传感器实现循迹,能够通过超声波传感器实现避障。
2.2 性能需求在该章节中详细描述循迹避障智能小车的性能需求,例如:小车的最大速度、转弯半径等。
2.3 接口需求在该章节中详细描述循迹避障智能小车与其他系统或设备的接口需求,例如:与遥控器进行通信的接口。
[3.系统设计]3.1架构设计在该章节中详细描述循迹避障智能小车的系统架构设计,包括各个模块之间的关系和通信方式。
3.2 硬件设计在该章节中详细描述循迹避障智能小车的硬件设计,包括小车底盘设计、传感器选择与接口电路设计、运动控制模块设计等。
3.3 软件设计在该章节中详细描述循迹避障智能小车的软件设计,包括系统软件结构、传感器数据处理算法实现、运动控制算法实现等。
[4.硬件实现]4.1 小车底盘设计在该章节中详细描述循迹避障智能小车底盘的结构设计和组装过程。
4.2 传感器选择与接口电路设计在该章节中详细介绍选择的红外传感器和超声波传感器,并描述它们与电路的接口设计。
自循迹智能小车控制系统的设计与实现自循迹智能小车控制系统的设计与实现1. 引言智能小车是一种可以自动导航及执行任务的设备,具有广泛的应用领域,如物流、仓储、医疗等。
自循迹智能小车可以通过感知环境并判断合适的路径,实现自主导航。
本文将详细介绍自循迹智能小车控制系统的设计与实现过程。
2. 控制系统的硬件设计2.1 控制芯片选型在设计自循迹智能小车控制系统之前,首先需要选取合适的控制芯片。
常用的选择包括Arduino、Raspberry Pi等。
本文选择使用Arduino控制芯片,理由如下:1) Arduino具有开源、易学易用的特点,适合初学者学习和使用。
2) Arduino具有丰富的扩展接口,可以方便地与其他硬件设备进行连接。
2.2 传感器选型传感器是自循迹智能小车控制系统的关键部分,常用的传感器包括光电传感器、红外传感器等。
本文选择使用红外传感器,理由如下:1) 红外传感器可以检测到地面上的黑线,用于实现自循迹功能。
2) 红外传感器价格相对较低,适合在自循迹智能小车中应用。
3. 控制系统的软件设计3.1 控制算法设计在自循迹智能小车中,控制算法是实现自主导航的关键。
常用的控制算法包括PID控制算法、模糊控制算法等。
本文选择使用PID控制算法,理由如下:1) PID控制算法简单易懂,容易实现。
2) PID控制算法可以根据当前误差来调整小车的行驶方向和速度,实现自动校正。
3.2 软件实现在控制系统的软件实现中,需要编程实现传感器数据的读取、算法的计算以及控制命令的输出。
本文使用Arduino开发环境进行编程,具体步骤如下:1) 编写传感器读取模块的代码,在指定频率下读取红外传感器数据。
2) 编写PID控制算法模块的代码,在读取到的传感器数据基础上进行计算,得到控制命令。
3) 编写控制命令输出模块的代码,将控制命令通过引导电路传输到小车电机控制模块。
4) 调试代码,通过串口监视器观察系统的运行情况,并根据需要进行调整。
智能循迹小车总体设计方案1.1 整体设计方案本系统采用简单明了的设计方案。
通过高发射功率红外光电二极管和高灵敏度光电晶体管组成的传感器循迹模块黑线路经,然后由AT89S52通过IO口控制L298N驱动模块改变两个直流电机的工作状态,最后实现小车循迹。
1.2系统设计步骤(1)根据设计要求,确定控制方案;(2)将各个模块进行组装并进行简单调试;(3)画出程序流程图,使用C语言进行编程;(4)将程序烧录到单片机内;(5)进行调试以实现控制功能。
1.2.1系统基本组成智能循迹小车主要由AT89S52单片机电路、循迹模块、L298N驱动模块、直流电机、小车底板、电源模块等组成。
(1)单片机电路:采用AT89S52芯片作为控制单元。
AT89S52单片机具有低成本、高性能、抗干扰能力强、超低功耗、低电磁干扰,并且与传统的8051单片机程序兼容,无需改变硬件,支持在系统编程技术。
使用ISP可不用编程器直接在PCB板上烧录程序,修改、调速都方便。
(2)循迹模块:采用脉冲调制反射红外发射接收器作为循迹传感器,调制信号带有交流分量,可减少外界的大量干扰。
信号采集部分就相当于智能循迹小车的眼睛,有它完成黑线识别并产生高、低平信号传送到控制单元,然后单片机生成指令来控制驱动模块来控制两个直流电机的工作状态,来完成自动循迹。
(3)L298N驱动模块:采用L298N作为点击驱动芯片。
L298N具有高电压、大电流、响应频率高的全桥驱动芯片,一片L298N可以分别控制两个直流电机,并且带有控制使能端。
该电机驱动芯片驱动能力强、操作方便、稳定性好,性能优良。
L298N的使能端可以外接电平控制,也可以利用单片机进行软件控制,满足各种复杂电路的需要。
另外,L298N的驱动功率较大,能够根据输入电压的大小输出不同的电压和功率,解决了负载能力不够的问题。
基于STM32的循迹避障智能小车的设计循迹避障智能小车是一种集成了循迹和避障功能的智能机器人。
它可以根据预先设计的循迹路径进行行驶,并且在障碍物出现时能够自动避开障碍物。
该设计基于STM32单片机,下面将详细介绍该设计。
1.系统硬件设计:循迹避障智能小车的硬件主要包括STM32单片机、直流电机、编码器、循迹模块、超声波传感器等。
其中,STM32单片机作为控制核心,用于控制小车的运动和循迹避障逻辑。
直流电机和编码器用于小车的驱动和运动控制。
循迹模块用于检测循迹路径,超声波传感器用于检测障碍物。
2.系统软件设计:系统软件设计包括两个主要部分:循迹算法和避障算法。
循迹算法:循迹算法主要利用循迹模块检测循迹路径上的黑线信号,通过对信号的处理和判断,确定小车需要向左转、向右转还是直行。
可以采用PID控制算法对小车进行自动调节,使之始终保持在循迹路径上。
避障算法:避障算法主要利用超声波传感器检测前方是否有障碍物。
当检测到障碍物时,小车需要进行避障操作。
可以采用避障算法,如躲避式或规避式避障算法,来使小车绕过障碍物,并找到新的循迹路径。
3.系统控制设计:系统控制设计主要包括小车运动控制和模式切换控制。
小车运动控制:通过控制直流电机,可以实现小车的前进、后退、左转和右转等运动。
模式切换控制:可以采用按键或者遥控器等方式对系统进行控制。
例如,可以通过按键切换循迹模式和避障模式,或者通过遥控器对小车进行控制。
4.功能扩展设计:循迹避障智能小车的功能还可以扩展,如增加音乐播放功能、语音识别功能以及可视化界面等。
可以通过增加相应的硬件和软件模块来实现这些功能,并通过与STM32单片机的通信进行控制。
总结:循迹避障智能小车的设计基于STM32单片机,通过循迹算法和避障算法实现对小车的控制,可以实现小车沿着预定的循迹路径行驶并在遇到障碍物时进行自主避障操作。
该设计还可以通过功能扩展实现更多的智能功能,如音乐播放和语音识别等。
智能循迹避障小车设计说明
一、前言
智能循迹避障小车是一种使用智能科学技术控制的小型机器人,它可以实现自主循迹路径,避障等功能。
目前,智能循迹避障小车已经成为机器人领域的一个重要研究对象,因为它在工业自动化,服务机器人,教育科研,安防监控等领域具有广泛的应用前景。
本文首先介绍智能循迹避障小车的组成结构以及其主要控制系统,并介绍其核心算法:循迹算法、避障算法以及路径规划算法。
最后,本文还将介绍智能循迹避障小车的应用前景。
二、智能循迹避障小车结构及控制系统
智能循迹避障小车是由电机、接收器、传感器等组成的小型机器人。
它的主要控制系统由微处理器,控制板,传感器,电机驱动器,定位器,电池等组成。
其中,微处理器是智能循迹避障小车的核心控制部件,它负责控制和协调整个系统的工作,是小车实现智能控制的基础。
它可以完成小车自主导航的控制,使小车自行实现向指定点前进,避开障碍物以及避免崩溃。
传感器可以检测所处环境的信息,包括距离、方向、颜色等。
智能寻迹小车设计方案智能寻迹小车设计方案一、项目概述智能寻迹小车是一种能够自主行走并根据黑线路径进行导航的小型机器人。
本设计方案旨在实现小车的自主控制和路径识别功能,为用户提供一个可以根据预定路径行走的智能小车。
二、技术原理智能寻迹小车的核心技术包括光电传感器模块、控制模块和驱动模块。
光电传感器模块用于感知黑线路径,控制模块用于辨识路径信号并控制小车的行走方向,驱动模块用于控制小车的轮子转动。
小车通过光电传感器模块获取黑线路径的信号,经过控制模块的处理后,驱动模块控制轮子的转动实现小车的行走。
三、硬件配置1. 光电传感器:用于感知黑线路径,采用多个红外线光电二极管和光敏二极管进行测量。
2. 控制模块:采用单片机作为控制核心,用于接收和处理光电传感器的信号,并根据信号控制车轮转动。
3. 驱动模块:采用直流电机作为驱动装置,驱动车轮的转动。
四、软件架构1. 信号处理算法:根据光电传感器模块的输出信号,设计信号处理算法,将感知到的黑线路径转化成可识别的控制信号。
2. 路径识别算法:分析感知到的黑线路径信号,识别出黑线的走向,并根据识别结果控制小车的行走方向。
3. 控制算法:根据路径识别算法的结果,控制驱动模块产生适当的电压,实现小车轮子的转动。
五、功能实现1. 自主行走功能:小车能够根据识别的黑线路径自主地行走,避免碰撞障碍物或偏离路径。
2. 路径识别功能:小车能够准确地识别黑线路径,并根据路径进行相应的控制。
3. 远程控制功能:用户可以通过无线遥控器对小车进行远程控制,包括行走方向和速度的控制。
六、性能指标1. 导航准确性:小车在正确识别黑线路径的情况下完成整个行程,保持在路径上的偏离范围小于5mm。
2. 响应速度:小车对路径信号的处理和控制反应时间小于100ms。
3. 可靠性:小车在连续行走1小时内不发生故障,并能正常完成指定的行走任务。
七、安全性考虑1. 碰撞检测:小车装配超声波传感器,能够检测前方的障碍物并自动停止行走,避免碰撞事故的发生。
自循迹智能小车控制系统的设计与实现一、引言随着科技的不断发展,智能小车在工业自动化和机器人领域得到了广泛的应用。
自循迹智能小车作为这一领域中的重要应用之一,具有广泛的应用前景。
本文将探讨。
二、自循迹智能小车的原理自循迹智能小车是通过图片识别及算法判断来实现自动行进的智能车辆。
其原理基于图像处理技术和机器学习算法,通过识别地面上的线路图案,来判断车辆的行进方向。
三、1. 硬件设计自循迹智能小车的硬件设计主要包括传感器、控制器和执行器。
传感器用于获取地面图案的图像信息,控制器用于接收处理传感器的数据,并通过执行器来实现小车的运动。
2. 软件设计自循迹智能小车的软件设计主要包括图像处理算法和控制算法。
图像处理算法使用计算机视觉技术,通过分析图像中的线路信息来确定行车方向。
控制算法根据图像处理的结果,对小车进行控制,让其按照预定的路线行驶。
3. 系统集成与调试将硬件和软件进行集成,并进行系统调试。
在此过程中,需要对传感器的位置、灵敏度等进行调整,以确保能够获取准确的图像信息。
同时,还需要对图像处理和控制算法进行调试,以确保小车能够按照预定的路线行驶。
四、实验结果与分析在实验中,我们设计了一个自循迹智能小车,并进行了多组实验。
实验结果表明,我们设计的自循迹智能小车能够准确地识别地面上的线路图案,并按照预定的路线进行行驶。
实验结果也表明,我们设计的自循迹智能小车具有较好的鲁棒性,能够适应不同复杂度的线路图案。
五、未来展望自循迹智能小车作为智能化工业自动化领域的重要应用,具有广泛的应用前景。
未来,我们将继续改进自循迹智能小车的识别算法和控制算法,提高其识别和控制的精度和效率。
同时也将尝试将自循迹智能小车应用于实际工业生产中,为提高生产效率和降低人工成本做出贡献。
六、结论本文对进行了探讨。
通过硬件的设计和软件的开发,我们成功实现了一个能够准确识别地面线路图案并按照预定路线行驶的自循迹智能小车。
实验结果表明,我们设计的控制系统具有较高的精度和鲁棒性。
寻迹小车智能控制系统的设计方案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。
智能小车循迹设计方案智能小车循迹设计方案智能小车循迹是指通过对循迹线路的感知和判断,自动调整车辆行驶的轨迹,实现自动化导航的功能。
下面是一个智能小车循迹设计方案的简要介绍。
硬件设计方案:1. 传感器选择:将红外传感器作为循迹小车的传感器,红外传感器具有较高的探测精度和稳定性,在光线变化时也能稳定工作。
2. 微控制器选择:选择一款性能出色、功能强大的微控制器,如Arduino、Raspberry Pi等,作为智能小车的控制中心,负责循迹算法的实现和控制指令的下发。
3. 电机控制:选用直流电机作为小车的驱动源,通过PWM方式控制电机的转速和方向,使小车能够实现前进、后退和转弯等动作。
4. 电源选择:选择适宜的电源供电,保证小车能够长时间稳定工作,同时考虑到重量和体积的限制。
软件设计方案:1. 循迹算法:编写适用于红外传感器的循迹算法,通过传感器感知循迹线路的变化,根据相应的判断逻辑,控制车轮的转动方向,使小车保持在循迹线上行驶。
2. 硬件控制:驱动电机实现小车的移动,通过控制电机的转速和方向,使小车顺利前进、后退和转弯。
3. 用户交互:通过编写用户交互界面,实现对小车循迹功能的设置和控制,方便用户进行配置和操作。
4. 循迹环境优化:通过对循迹环境进行优化,如对循迹线进行加密处理、使用特殊材料制作循迹线等,提高循迹的准确性和稳定性。
5. 故障处理:对于传感器故障、电机故障等情况,做好相应的异常处理,提高小车的稳定性和可靠性。
总结:智能小车循迹设计方案包括硬件部分和软件部分,硬件部分主要包括传感器、微控制器、电机控制和电源选择等;软件部分主要包括循迹算法、硬件控制、用户交互、循迹环境优化和故障处理等。
通过精心设计和实施,可以实现小车循迹的自动导航功能。
智能小车循迹设计方案简介智能小车是一种能够根据线路信号自主行驶的机器人小车。
循迹技术是智能小车中重要的一部分,它能够使小车按照事先设定的轨迹行驶,并通过传感器感知周围环境,实现自主导航。
本文将介绍一种基于光电传感器的智能小车循迹设计方案,包括系统架构、硬件设计和软件设计。
系统架构智能小车循迹系统的基本架构如下:系统架构图系统架构图1.光电传感器:用于检测地面上的线路信号,并将信号转换为电信号输出给控制器。
2.控制器:接收光电传感器的信号,并根据信号进行判断和控制小车的行驶方向。
3.电机驱动器:根据控制器的指令,控制小车的电机驱动器转动,实现小车的前进、后退和转向。
4.电源:为整个系统提供电能。
硬件设计光电传感器本设计方案中使用一对光电传感器进行循迹控制。
这对传感器被安装在小车底部,通过检测地面上的黑线与白色背景的反差,来确定小车当前所在位置。
控制器控制器是智能小车循迹系统的核心部分,其主要功能是接收光电传感器的信号,并根据信号进行判断和控制小车的行驶方向。
在本设计方案中,我们使用单片机作为控制器。
单片机具有较高的计算能力和较快的响应时间,能够满足智能小车循迹系统的需求。
电机驱动器电机驱动器用于控制小车的电机驱动器转动,实现小车的前进、后退和转向。
在本设计方案中,我们使用直流电机作为小车的驱动器,并采用相应的电路设计来控制电机的转动。
电源为整个系统提供电能的电源是智能小车循迹系统的基础。
在设计电源时,需要考虑系统的功耗和电压稳定性等因素,保证系统能够正常运行。
软件设计智能小车循迹系统的软件设计主要包括信号处理和控制算法。
信号处理在信号处理方面,首先需要对光电传感器的输出信号进行采集和处理。
采集到的模拟信号需要经过模数转换器转换为数字信号,然后通过滤波和放大等处理得到准确的线路信号。
控制算法控制算法负责根据信号判断小车的当前位置,并控制小车的行驶方向。
常见的控制算法有比例控制和PID控制等。
比例控制算法根据当前位置与目标位置的偏差大小来控制小车的速度和转向;PID控制算法在比例控制的基础上,加入了积分和微分的部分,能够更精确地控制小车的行驶。
智能循迹小车设计首先,智能循迹小车的核心是循迹传感器。
循迹传感器能够感知地面上的轨迹,并将这些信息传递给控制器。
循迹传感器通常采用光电传感器或红外传感器,可以检测地面上的白色或黑色轨迹。
当循迹传感器检测到黑色轨迹时,它们会产生一个电信号,控制器会根据这个信号来调整小车的行进方向。
其次,智能循迹小车需要搭载驱动器和控制器。
驱动器负责控制小车的电机,使其前进、后退或转向。
控制器则负责接收循迹传感器的信号,并根据信号来控制驱动器的行为。
控制器通常采用微控制器或单片机,它能够接收和处理传感器信息,并根据预设的算法做出决策。
例如,当传感器检测到左边的循迹轨迹时,控制器会向右转,使小车沿着轨迹行驶。
另外,智能循迹小车还可以配备其他传感器来增强其功能。
例如,可以搭载距离传感器或超声波传感器,用来检测前方的障碍物,以避免碰撞。
还可以搭载温度传感器或光线传感器等,用来检测环境的温度或光线强度。
这些传感器可以通过串口或其他接口连接到控制器,实现对小车的全方位感知。
此外,智能循迹小车还可以通过通信模块和其他设备进行远程控制和数据传输。
例如,可以搭载蓝牙模块或Wi-Fi模块,使用户可以通过手机或电脑控制小车的行动。
还可以搭载摄像头,实现对小车周围环境的实时监控。
通过数据传输,用户可以实时获取小车的运行状态和环境信息。
最后,关于智能循迹小车的实现方法,可以采用硬件设计和软件编程相结合的方式。
在硬件设计方面,需要选择合适的电机、驱动器和传感器,搭建电路板,并且进行电路连接和调试。
在软件编程方面,可以使用C语言或其他编程语言,根据控制策略来编写控制器的代码。
代码需要能够读取传感器信号,进行数据处理,并控制驱动器的行为。
综上所述,智能循迹小车是一种能够自动行驶的小车,它通过搭载循迹传感器和控制器,能够感知轨迹并调整行进方向。
除了循迹传感器,还可以搭载其他传感器和通信模块,增强小车的功能和控制方式。
实现智能循迹小车需要进行硬件设计和软件编程,并将它们相互配合来实现自动行驶和远程控制。
<>任务书 年 季学期 学 生 姓 名 学 号
专 业 方 向 班 级 题 目 名 称 智能小车系统设计2 一、设计内容及技术要求: (一)、任务描述 利用《智能小车系统设计2》所提供部件(综合训练目前共有3种智能小车模型),组装小车模型,编写检测、控制程序,实现以单片机为控制系统核心的智能小车系统设计。 (二)、控制任务和要求 基本任务: 1.完成小车的组装工作 2.小车可完成前进、后退、左转、右转等动作,并且可以正确显示当前的速度及行进位移 3.小车具有循迹(自己设计跑道)及避障功能 4.三周设计任务完成后,不必拆分小车,将小车归还老师并如实汇报功能部件运转情况,便于老师及时维护,为下一组同学的设计做好准备 进阶任务: 1.实现舵机转动下的超声波壁障功能,并且可以正确显示前方物体的距离 2.与按键功能配合,正确有序显示小车位移、速度及与前方障碍物距离 3.小车具有无线遥控功能 4.与其它组的小车模型配合可以完成交替领跑任务 二、课程设计总结报告要求: 1.完整的设计任务书: 封面(设计题目、指导教师、专业班级、姓名、学号、时间); 摘要及关键词(3~5):设计总体概述(采用何种硬件,利用何种方法,设计何种东西,实现了何种功能) 目录(按目录格式书写,页码要标清) 第一章 绪言 (本设计的内容与实现的基本原理,设计的特点及可以最终可以实现的功能,可以达到的性能指标) 第二章 方案论证(对所提供的硬件理解并画出系统结构图,为实现该任务所采取软件设计思路及核心算法) 第三章 硬件设计(按照结构框图对各功能部分进行分别介绍,如系统CPU部分、数据采集部分、程序控制部分、人机接口部分等) 第四章 软件设计(整体设计思路,各独立程序功能、原理介绍包括流程图,如主程序、各子程序及中断服务程序) 第五章 设计总结(对整个设计过程的总结、体会,还包括设计中遇到的问题及解决的办法,以及想要实现却未能完成的功能) 参考文献:著作格式:作者.书名.版次.出版地:出版者,出版年; 期刊格式:作者.文章名.期刊名,年,卷(期):起止页 注:字数10000字左右,不得抄袭和雷同,使用学生作业纸(16开) 2.手绘硬件连接2#图一张、手绘软件流程2#图一张。 三、设计进度: 第一周:熟悉掌握系统要求,完成硬件设计、调试。 第二周:完成软件设计,用仿真器完成软、硬件联调,最终实现单片机在目标系统中的 合理运行 第三周:完善设计,完成说明书编写,答辩。
指导教师签字: 附录: 电信学院课程设计报告要求 1、 设计题目; 2、 目录; 3、 本设计的基本原理; 4、 简要说明本设计内容、用途及特点; 5、 本设计达到的性能指标; 6、 设计方案的选择; 7、 写出各部分设计过程、工作原理、元器件选择; 8、 绘制图纸(手绘2号图纸); 9、 设计参考文献; 10、 附录; 11、 设计总结体会; 12、 设计说明书不得少于10000字。 智能小车运行图
显示速度,距离,超声波探测距离 经过调试,小车完美实现了如下功能 1.小车具有无线遥控功能,小车可完成前进、后退、左转、右转等动作,并且可以正确显示当前的速度及行进位移。
2.小车具有循迹及避障功能,实现了舵机转动下的超声波壁障功能,并且可以正确有序显示小车位移、速度及与前方障碍物距离。
3.与其它组的小车模型配合可以完成交替领跑任务。 4.小车所有模式切换均由遥控器控制。
流程图 硬件原理图 附件一:智能小车系统程序 #include #include
sbit AA=P3^0; sbit DD=P3^1; sbit BB=P3^2; sbit CC=P2^2; sbit LCM_RW=P2^4; //定义LCD引脚 sbit LCM_RS=P2^3;
#define RX P2_0 #define TX P2_1 #define LCM_E P2_5 #define Sevro_moto_pwm P2_7 //接舵机信号端输入PWM信号调节速度 #define LCM_Data P0 #define Busy 0x80 //用于检测LCM状态字中的Busy标识
#define Left_1_led P3_7 //P3_7接四路寻迹模块接口第一路输出信号即中控板上面标记为OUT1 #define XUNJI_left_led P3_6 //P3_6接四路寻迹模块接口第二路输出信号即中控板上面标记为OUT2 #define XUNJI_right_led P3_5 //P3_5接四路寻迹模块接口第三路输出信号即中控板上面标记为OUT3 #define Right_2_led P3_4 //P3_4接四路寻迹模块接口第四路输出信号即中控板上面标记为OUT4 #define Left_moto_go {P1_4=1,P1_5=0,P1_6=1,P1_7=0;} //左边两个电机向前走 #define Left_moto_back {P1_4=0,P1_5=1,P1_6=0,P1_7=1;} //左边两个电机向后转 #define Left_moto_Stop {P1_4=0,P1_5=0,P1_6=0,P1_7=0;} //左边两个电机停转 #define Right_moto_go {P1_0=1,P1_1=0,P1_2=1,P1_3=0;} //右边两个电机向前走 #define Right_moto_back {P1_0=0,P1_1=1,P1_2=0,P1_3=1;} //右边两个电机向后走 #define Right_moto_Stop {P1_0=0,P1_1=0,P1_2=0,P1_3=0;} //右边两个电机停转
void LCMInit(void); //LCD初始化函数 void DisplayOneChar(unsigned char X, unsigned char Y, unsigned char DData); //LCD显示一个字符函数 void DisplayListChar(unsigned char X, unsigned char Y, unsigned char code *DData);//LCD显示一个字符串函数 void Delay5Ms(void); //延时5毫秒函数 void Delay400Ms(void); //延时400毫秒函数 void Decode(unsigned char ScanCode); void WriteDataLCM(unsigned char WDLCM); //LCD1602写数据函数 void WriteCommandLCM(unsigned char WCLCM,BuysC);//LCD写命令函数
unsigned char ReadStatusLCM(void); unsigned char code Range[] ="V= cm/s S= . m"; //LCD1602显示格式 unsigned char code welcome[] ="=== Welcome === "; unsigned char code key[]="Press any key..."; unsigned char code ASCII[13] = "0123456789.-M"; unsigned char code table[]="Distance:000.0cm"; unsigned char code table1[]="YAO KONG MO SHI "; unsigned char code table2[]="=XUN JI MO SHI= ";
unsigned char pwm_val_left = 0;//变量定义 unsigned char push_val_left =14;//舵机归中,产生约,1.5MS 信号
unsigned int CH0=0; //循迹模式标志 unsigned int CH1=0; //超声波模式标志 unsigned int t=0; //速度基准变量 unsigned int timer=0; //延时基准变量 unsigned int time=0; unsigned int pwm=250; unsigned int count1=0; //计左电机码盘脉冲值 unsigned char timer1=0; //扫描时间变量 unsigned long S1=0; unsigned long S2=0; unsigned long S3=0; unsigned long S4=0; unsigned long S=0; unsigned long V=0; //定义其速度 unsigned long SS=0; unsigned char disbuff[4]= { 0,0,0,0,}; unsigned char disbuff1[4]={ 0,0,0,0,};
void WriteDataLCM(unsigned char WDLCM) //写数据 { ReadStatusLCM(); //检测忙 LCM_Data = WDLCM; LCM_RS = 1; LCM_RW = 0; LCM_E = 0; //若晶振速度太高可以在这后加小的延时 LCM_E = 0; //延时 LCM_E = 1; }
void WriteCommandLCM(unsigned char WCLCM,BuysC) //写指令,BuysC为0时忽略忙检测