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自动避障小车工作原理小伙伴们！今天咱们来唠唠超级有趣的自动避障小车。
你看那些小小的车子，在各种复杂的环境里能灵活地避开障碍物，是不是感觉特别神奇呀？自动避障小车呀，就像是一个小小的机灵鬼。
它里面最关键的部分之一就是传感器啦。
传感器就像是小车的小眼睛，有各种各样的类型呢。
比如说超声波传感器，这个东西可有意思啦。
它能发出超声波，就像小车子在喊：“前面有没有东西呀？”然后超声波碰到前面的障碍物就会反射回来，传感器就像小耳朵一样接收到这个反射波。
通过计算发出波和接收波之间的时间差，小车就能知道自己离前面的障碍物有多远啦。
就像我们玩捉迷藏的时候，通过听声音来判断小伙伴的位置一样有趣。
还有红外传感器呢。
红外传感器就像是小车发射出的小触手，它发射出红外线。
如果前面有障碍物，红外线就会被挡住然后反射回来。
小车就知道，“前面有东西挡着我啦，我得绕开。
”这种感觉就像是我们走路的时候，伸出手去摸一摸前面有没有墙一样。
如果摸到了，就赶紧换个方向走。
那小车知道前面有障碍物了，接下来该怎么办呢？这就轮到它的控制部分出场啦。
控制部分就像是小车的小脑袋，它根据传感器传来的信息做决定。
如果传感器告诉它前面的障碍物很近了，小脑袋就会说：“不行啦，得转弯啦。
”然后它就会控制小车的电机。
电机就像是小车的小脚丫，控制着小车的轮子转动。
如果要转弯，它就会让一边的轮子转得快一点，另一边的轮子转得慢一点，这样小车就自然而然地转弯啦。
就像我们走路的时候，想往左边转，就把左边的脚迈得小一点，右边的脚迈得大一点。
而且呀，这个自动避障小车的程序也很重要呢。
程序就像是给小车制定的小规则。
比如说，它规定了在距离障碍物多远的时候开始做出反应。
如果这个距离设置得太短，小车可能就会撞到障碍物上，那就像个小迷糊一样啦。
如果距离设置得太长，小车可能就会过于敏感，老是在没必要的时候转弯。
就像我们人一样，如果太胆小，看到一点点风吹草动就吓得乱跑，或者太大胆，对危险都没反应，那可都不行呢。
避障小车原理
有一次，我看到了一个“有趣”的实验：一个装有许多小球的盒子。
它的四周都是一些密密麻麻的小洞，而这些小洞都是用来固定在盒子中间的，只要轻轻一碰盒子，小球就会掉到盒子里。
这时，我发现了一个有趣的现象：盒子里装着许多大小不同的小球，这些小球被一个叫“避障小车”的东西分成了许多大小不同、形状各异的小块。
于是，我产生了一个疑问：“这个盒子是怎么
固定住小球的呢？”我想：如果把盒子固定在桌子上，这样不是很好吗？这样就不会有大球掉到里面了。
于是我开始动手制作“避障小车”。
首先，我把一块木板用钉子钉在桌子上。
木板和木板之间用螺丝固定住，这样就完成了“避障小车”的制作。
接着，我在“避障小车”上装上一个“轮子”和一些“障碍物”。
如果遇到
障碍物时，就把它碰下去。
于是我开始制作了：在木板上放一个大木块，在木块和木块之间放一块木板，在木板和木板之间放一块大木块……这样，一
个漂亮、实用的避障小车就制作完成了。
—— 1 —1 —。
简易避障小车设计1.设计背景随着汽车的自动化、智能化程度的提高，新一代智能汽车的研发在国内外受到越来越多的重视。
目前，国内比较先进的智能车通过观测前方的路况，将路面的信息输入到车内的电脑中，通过计算机控制方向盘的运动，实现自动避障[1]。
智能车辆的速度，关键在于它的控制技术，这就涉及到它的避障算法。
一个好的控制算法如同一个有经验的司机，控制汽车运行[2]。
自第一台工业机器人诞生以来，智能小车的发展已经遍及机械、电子、冶金、交通、宇航、国防等领域。
近年来智能小车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。
借此在上单片机课的这次机会，我们三个共同想要自己研究制造一辆避障小车。
2.总体概述2.1系统功能智能小车采用后轮驱动，后轮左右两边各用一个电机驱动，分别控制两个轮子的转动从而达到转向的目的，后轮是万向轮，起支撑的作用。
将三个红外线光电传感器分别装在车体的左中右，当车的左边的传感器检测到障碍物时，主控芯片控制右轮电机反向转动左轮电机正向转动，车向右方转向，当车的右边传感器检测到障碍物时，主控芯片控制左轮电机反向转动，右轮电机正向转动，车向左方转向，当前面有障碍物时规定车向右转。
2.2系统结构智能避障小车的结构2.3 系统原理本设计用单片机来处理传感器采集来的数据，通过光电开光传感器判断小车前面的障碍物接受信号，处理完毕之后以便去控制电机驱动电路来驱动电机。
电源部分为整个电路模块提供电源，以便能正常工作。
2.4控制框图2.5系统模块2.5.1 障碍物探测模块使用三只E3F-DS30C4光电开关，分别探测正前方，前右侧，前左侧障碍物信息，在特殊地形（如障碍物密集地形）可将正前方的光电开关移置后方进行探测。
E3F-DS30C4光电开关平均有效探测距离0-30cm可调，且抗外界背景光干扰能力强，可在日光下正常工作（理论上应避免日光和强光源的直接照射）。
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。
循迹避障智能小车设计一、硬件设计1、车体结构智能小车的车体结构通常采用四轮驱动或两轮驱动的方式。
四轮驱动能够提供更好的稳定性和动力，但结构相对复杂；两轮驱动则较为简单，但在稳定性方面可能稍逊一筹。
在选择车体结构时，需要根据实际应用场景和需求进行权衡。
为了保证小车的灵活性和适应性，车架材料一般选择轻质且坚固的铝合金或塑料。
同时，合理设计车轮的布局和尺寸，以确保小车能够在不同的地形上顺利行驶。
2、传感器模块（1）循迹传感器循迹传感器是实现小车循迹功能的关键部件。
常见的循迹传感器有光电传感器和红外传感器。
光电传感器通过检测反射光的强度来判断黑线的位置；红外传感器则利用红外线的反射特性来实现循迹。
在实际应用中，可以根据小车的运行速度和精度要求选择合适的传感器。
为了提高循迹的准确性，通常会在小车的底部安装多个传感器，形成传感器阵列。
通过对传感器信号的综合处理，可以更加精确地判断小车的位置和行驶方向。
（2）避障传感器避障传感器主要用于检测小车前方的障碍物。
常用的避障传感器有超声波传感器、激光传感器和红外测距传感器。
超声波传感器通过发射和接收超声波来测量距离；激光传感器则利用激光的反射来计算距离；红外测距传感器则是根据红外线的传播时间来确定距离。
在选择避障传感器时，需要考虑其测量范围、精度、响应速度等因素。
一般来说，超声波传感器测量范围较大，但精度相对较低；激光传感器精度高，但成本较高；红外测距传感器则介于两者之间。
3、控制模块控制模块是智能小车的核心部分，负责处理传感器数据、控制电机驱动和实现各种逻辑功能。
常见的控制模块有单片机（如 Arduino、STM32 等）和微控制器（如 PIC、AVR 等）。
单片机具有开发简单、资源丰富等优点，适合初学者使用；微控制器则在性能和稳定性方面表现更优，适用于对系统要求较高的场合。
在实际设计中，可以根据需求和个人技术水平选择合适的控制模块。
4、电机驱动模块电机驱动模块用于控制小车的电机运转，实现前进、后退、转弯等动作。
超声波壁障小车效果展示准备材料1、 超声波传感器：用于检测前方障碍物距离2、 四位数码管：用于显示超声波探测到的距离3、 蜂鸣器：用于在距离过近时报警提醒4、 直流电机驱动：用于控制两个电机，带动车轮实现前进、 后退、左转、右转，以及调速等运动功能5、 远程控制板：控制中心，如果没有的话用本地端口也一样6、 充电电池：如果使用远程控制板，用电池供电比较方便7、 乐高积木若干动手搭建ScratchPi 智能积木车套装提供了所有需要的材料，当然，因为是和乐 高结构兼容的，你也可以自己改造优化外形，比如这样这里我只用最简单的造型，也就是说明书里的拼搭步骤，这样可以 节省很多时间下面说拼搭步骤，第一步是拼装底盘，利用套装中的十字形铝合金 支架第二步是拼装车架，主要是安装电机，这里要注意电机的摆放，一 定要让红色线朝上，如图这样摆放电机要固定到车梁上是使用电机固定片的，如下第三步，将车梁安装到车架上，注意安装的方向，红色电源线朝上， 否则最后电机正反转与小车前进后退不对应第四步，安装万向轮第五步，搭建车头，这里要注意使用两个方块并排连接后安装上去然后加固一下前端，也方便后面安装红外循迹传感器模块第六步，安装电池，我这里安装在底盘下面第七布，安装远程控制板，我这里安装在最上面，这样方便插拔连接线，一定记得往后退两格，这样方便插电源头第八步，安装超声波、电机驱动，以及四位数码管和蜂鸣器模块第九步，接线，准备编程，具体哪个电子积木接在那个端口上随意，编程时候选择正确的端口号即可，所有端口功能都是通用的注：值得注意的是，超声波传感器的特性要求前方的障碍物面积要大，表面尽可能光滑，因为它是通过声音反射来检测距离的，声音是扩散型传播的，所以要想有明显的效果，反射面要大。
另外，跟光反射一样，声音反射也有入射角度和反射角度，所以尽量让障碍物与超声波垂直，角度太大就检测不到了。
智能避障小车实验报告与总结学院：机电工程学院专业年级：09级电气工程及其自动化队员姓名：智能避障小车实验报告与总结摘要：本设计制作的是单片机控制的自动避障小汽车，以单片机为小汽车的“大脑”，红外线探头为小汽车的“眼睛”，电机为小汽车的“双足”。
“大脑”控制“眼睛”去看前方是否有障碍物，当“眼睛”看到障碍后，由大脑来控制“双足”的行动方向。
从而实现小汽车的自动避障。
关键词：单片机红外线传感器避障小车一、设计任务与要求小车从无障碍地区启动前进，感应前进路线上的障碍物后，根据障碍物的位置选择下一步行进方向。
二、方案设计与论证本设计制作的是单片机控制的自动避障小汽车，以单片机为小汽车的“大脑”，红外线探头为小汽车的“眼睛”，电机为小汽车的“双足”。
“大脑”控制“眼睛”去看前方是否有障碍物，当“眼睛”看到障碍后，由大脑来控制“双足”的行动方向。
从而实现小汽车的自动避障。
电路原理简单，结构明了。
如图为整个系统的框图。
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、主控模块、探测模块、电机驱动模块组成。
各模块分述如下：1、小车车体在设计车体框架时，我们有两套起始方案，自己制作和直接购买车身。
方案二：自己设计制作车架自己制作小车底盘，用两个直流减速电机作为主动轮，利用两电机的转速差完成直行、左转、右转、左后转、右后转、倒车等动作。
减速电机扭矩大，转速较慢，易于控制和调速，符合避障小车的要求。
而且自己制作小车框架，可以根据电路板及传感器安装需求设计空间，使得车体美观紧凑。
但这种方法费时费力且成本较高。
方案二：购买半成品小车底盘改装，此种方案方便简洁而且价格低廉，小车各个机械部分安装完整，只需稍加改装就可以使用。
而且我们主要是目的是小车控制系统的设计，因此我们采取该方案。
2、主控板小车的主控系统，即小车的大脑，我们采用了STC89C52单片机制作的最小系统。
3、避障模块避障方案选择，方案一：采用超声波避障。
智能避障物料小车的设计及应用智能避障物料小车是一种能够自主避开障碍物，并能够自动运输物料的智能设备。
随着科技的不断发展，智能避障物料小车已经在工业生产、仓储物流等领域得到了广泛的应用。
本文将从设计原理、工作原理、应用场景等方面详细介绍智能避障物料小车的设计及应用。
一、设计原理智能避障物料小车的设计原理主要包括：传感器模块、控制模块、运动模块和电源模块。
1. 传感器模块：传感器模块是智能避障物料小车的核心之一，它能够实时感知周围环境的情况，包括距离、障碍物位置等信息。
常用的传感器包括红外传感器、超声波传感器、激光传感器等，它们能够有效地感知前方的障碍物，从而实现避障功能。
2. 控制模块：控制模块是智能避障物料小车的大脑，它能够根据传感器模块采集到的信息做出相应的决策，指挥小车如何应对当前的环境。
控制模块通常采用单片机或者嵌入式系统，通过预设的算法实现避障功能。
3. 运动模块：运动模块包括电机、轮子等部件，它能够根据控制模块的指令实现小车的运动，包括前进、后退、转向等功能。
通过控制运动模块，智能避障物料小车能够灵活地避开障碍物，实现自动运输物料的功能。
4. 电源模块：电源模块为智能避障物料小车提供能量，确保其正常的工作，通常采用锂电池或者其他可充电电池作为电源。
二、工作原理1. 感知：智能避障物料小车通过传感器模块不断地感知周围环境的情况，包括前方的障碍物位置、距离等信息。
传感器模块采集到的数据将通过控制模块进行处理，为小车的决策提供依据。
2. 决策：控制模块根据传感器模块采集到的数据进行分析和处理，做出相应的决策。
如果前方没有障碍物，小车将继续前进；如果有障碍物，控制模块将指挥小车采取相应的措施，避开障碍物。
通过不断地感知、决策和执行，智能避障物料小车能够自主地避开障碍物，实现自动运输物料的功能。
三、应用场景智能避障物料小车在工业生产、仓储物流等领域有着广泛的应用，主要表现在以下几个方面：1. 工业生产：在工业生产中，智能避障物料小车能够代替人工运输物料，提高生产效率，减少人力成本。
超声波避障小车研究报告引言：超声波避障小车是一种基于超声波技术的智能移动装置，能够通过发射和接收超声波信号来实现避障功能。
本文将对超声波避障小车进行详细研究，包括其原理、设计和应用。
概述：超声波避障小车是一种以超声波技术为基础的智能移动装置，主要用于避免与障碍物发生碰撞。
它通过发射超声波信号并接收回波，计算出物体与小车之间的距离，在避障过程中调整方向和速度，从而实现安全移动。
正文内容：1.超声波避障小车的原理1.1超声波避障原理概述1.2超声波传感器的工作原理1.3超声波传感器的种类与选择2.超声波避障小车的设计2.1硬件设计2.1.1控制系统设计2.1.2超声波传感器布置设计2.1.3车体结构设计2.2软件设计2.2.1系统控制算法设计2.2.2超声波信号处理算法设计2.2.3状态判断与控制策略设计3.超声波避障小车的应用3.1家庭智能清洁3.2工业自动化生产线上的搬运工具3.3物流仓储场景中的无人搬运小车3.4农业领域中的自动化播种3.5无人驾驶汽车中的避障技术应用4.超声波避障小车的优缺点4.1优点4.1.1实时性强4.1.2精度较高4.1.3成本相对较低4.2缺点4.2.1受环境因素干扰较大4.2.2测距范围有限4.2.3障碍物形状复杂时易产生误判5.超声波避障小车的发展前景5.1技术趋势5.2市场需求5.3应用前景总结：超声波避障小车是一种利用超声波技术实现避障功能的智能移动装置。
它的原理是通过发射超声波信号并接收回波来测量物体与小车之间的距离，并根据距离调整移动方向和速度，以避免碰撞。
在设计方面，需要考虑控制系统、传感器布置和车体结构等因素。
在应用方面，超声波避障小车可以广泛应用于家庭清洁、工业自动化生产线、物流仓储、农业以及无人驾驶汽车等领域。
尽管超声波避障小车具有一定的优点，如实时性强、精度高和成本相对低廉，但也存在受环境因素干扰大、测距范围有限以及复杂障碍物误判等缺点。
随着技术的不断进步和市场的不断需求，超声波避障小车仍具有广阔的发展前景。
避障小车底板设计教学引言：避障小车是一种智能机器人车辆，能够通过使用各种传感器来避开障碍物并完成预定任务。
底板是避障小车的核心组件之一，它负责连接各种传感器和执行器，为小车提供必要的电力和控制信号。
本文将介绍避障小车底板设计的基本原理和步骤。
一、底板设计原理1.1 电源管理：避障小车的底板设计中，合理的电源管理是至关重要的。
一般来说，底板需要提供多个电源输入接口，包括直流电源和电池。
此外，还需要考虑电源的稳定性和充电保护等问题。
1.2 控制接口：底板需要提供足够的控制接口，以连接各种传感器和执行器。
这些接口通常包括数字输入输出口、模拟输入输出口、PWM输出口等。
通过这些接口，底板可以接收来自传感器的信号并控制执行器的运动。
1.3 通信接口：为了方便与计算机或其他设备的通信，底板通常需要提供一些通信接口，如USB接口、串口等。
这些接口可以用于调试、程序下载和数据传输等。
二、底板设计步骤2.1 确定主控芯片：在底板设计之前，需要根据具体的需求选择合适的主控芯片。
常见的主控芯片有Arduino、Raspberry Pi等。
根据项目的要求选择合适的主控芯片，并了解其相关文档和技术规范。
2.2 绘制底板电路图：根据底板的功能需求和主控芯片的技术规范，使用电路设计软件绘制底板电路图。
在电路图中，包括电源管理电路、控制接口、通信接口等。
2.3 PCB设计和制作：根据底板电路图，使用PCB设计软件设计底板的PCB板。
在设计过程中，需要合理布局各个电路元件，保证信号传输的稳定性和电路的可靠性。
完成设计后，将PCB板进行制作。
2.4 元件焊接：将底板所需的各种电子元件焊接到PCB板上。
在焊接过程中，需要合理安排焊接顺序，并确保焊接的质量和稳定性。
2.5 软件开发：底板的设计不仅包括硬件设计，还需要软件开发来实现底板与主控芯片之间的通信和控制逻辑。
根据具体的需求，编写相应的程序和驱动程序，并进行测试和调试。
2.6 功能测试：完成底板的硬件焊接和软件开发后，进行底板的功能测试。
基于STM32的智能循迹避障小车智能循迹避障小车是一种基于STM32微控制器的智能机器人车，它具有智能避障、循迹导航等功能。
它通过使用红外传感器、超声波传感器等传感器来感知周围环境，并通过STM32微控制器来实现对传感器数据的处理和控制小车的运动。
本文将介绍基于STM32的智能循迹避障小车的原理、设计和制作过程。
一、智能循迹避障小车的原理1.1 系统架构智能循迹避障小车主要由STM32微控制器、电机驱动模块、传感器模块和电源模块组成。
STM32微控制器用于控制小车的运动和感知周围环境；电机驱动模块用于控制小车的电机运动；传感器模块用于感知周围环境，包括红外传感器、超声波传感器等；电源模块用于为整个系统提供电源供应。
1.2 工作原理智能循迹避障小车主要工作原理是通过传感器模块感知周围环境的障碍物和地面情况，然后通过STM32微控制器对传感器数据进行处理，再控制电机驱动模块完成小车的运动。
在循迹导航时，小车可以通过红外传感器感知地面情况，然后根据传感器数据进行反馈控制，使小车能够按照预定路径行驶；在避障时，小车可以通过超声波传感器感知前方障碍物的距离，然后通过控制电机的速度和方向来避开障碍物。
2.1 硬件设计智能循迹避障小车的硬件设计主要包括电路设计和机械结构设计。
电路设计中，需要设计STM32微控制器和传感器、电机驱动模块的连接电路，以及电源模块的电源供应电路；机械结构设计中，需要设计小车的外观和结构，以及安装电机、传感器等模块的位置和方式。
2.2 软件设计智能循迹避障小车的软件设计主要包括STM32程序设计和智能控制算法设计。
STM32程序设计中，需要编写STM32微控制器的程序，包括对传感器数据的采集和处理，以及对电机的控制；智能控制算法设计中，需要设计循迹导航算法和避障算法，以使小车能够智能地进行循迹导航和避障。
2.3 制作过程制作智能循迹避障小车的过程主要包括电路焊接、机械结构装配、程序编写和调试等步骤。
超声波避障小车设计引言：随着科技的不断发展，人们对机器人的需求越来越大。
超声波避障小车是一种能够利用超声波测距技术进行环境感知和避障的智能机器人。
本文将介绍超声波避障小车的设计方案及其原理、实现和应用。
一、设计方案：1.1硬件设计：1.1.1小车平台设计：小车平台应具备良好的稳定性和可扩展性，可以根据需要添加其他传感器或执行器。
常见的平台材料有金属和塑料，可以根据实际需求选择适合的材料。
1.1.2驱动电机选择：驱动电机应具备足够的功率和转速，以保证小车的运动能力。
一般可以选择直流无刷电机或步进电机。
1.1.3超声波传感器安装：超声波传感器通过发射和接收超声波信号，实现对周围环境的测距。
传感器应安装在小车前方，可以通过支架或支架固定在小车上。
1.2软件设计：1.2.1运动控制程序：运动控制程序通过控制驱动电机的转速和方向，实现小车的前进、后退、转弯等运动。
可以使用单片机或开发板来编写控制程序。
1.2.2避障算法：避障算法是超声波避障小车的核心功能。
当超声波传感器检测到前方有障碍物时，小车应能及时做出反应，避免与障碍物碰撞。
常见的避障算法包括简单的停止或转向，以及更复杂的路径规划算法。
二、工作原理：超声波避障小车的工作原理是通过超声波测距模块对周围环境进行测量和感知。
超声波传感器发射超声波信号，当信号遇到障碍物后会反射回传感器，通过测量反射时间可以计算出距离。
根据测得的距离，小车可以判断是否有障碍物，并采取相应的措施进行避障。
三、实现步骤：3.1搭建小车平台：根据设计方案搭建小车平台，安装驱动电机和超声波传感器。
3.2连接电路：将驱动电机和超声波传感器与单片机或开发板连接，建立电路连接。
3.3编写控制程序：利用编程语言编写运动控制程序，实现小车的基本运动功能。
3.4设计避障算法：根据需求设计避障算法，实现小车的避障功能。
3.5调试和测试：对小车进行调试和测试，确保其正常工作。
四、应用领域：超声波避障小车在工业自动化、家庭服务、教育培训等领域具有广泛的应用前景。
毕业论文智能超声波避障小车的设计与制作可编辑一、绪论随着人工智能技术的不断发展，智能化的机器人越来越受到人们的关注。
而智能超声波避障小车就是其中一种。
其可以通过自动感知周围环境的障碍物，从而自主避开障碍物，实现自动化控制。
因此，设计一款智能超声波避障小车既可以满足人们对于机器人智能化的需求，也可以为未来机器自动化服务提供实用性的技术。
本文将介绍智能超声波避障小车的设计与制作。
首先，介绍超声波避障技术的原理，并详细讲解避障小车的硬件设计和软件设计。
最后，对避障小车的实现效果进行评估和总结。
二、超声波避障技术原理超声波避障技术是指利用超声波的运动特性实现物体避障的一种技术。
超声波在空气中传播速度快，同时传播能力强，能够在空气中传播500多米。
其利用超声波传播并测量回波时间的原理实现避障。
超声波避障小车需要具备两个超声波传感器：一个用于检测前方障碍物，另一个用于检测小车左右两侧障碍物。
当小车检测到前方或左右两侧的障碍物时，避障小车会停止运动，并通过电机控制实现左转或右转来避免碰撞。
三、硬件设计避障小车的硬件主要分为四个部分：车身结构、电机模块、超声波模块和电源模块。
1. 车身结构设计车身结构是汽车设计的基础，同样也是避障小车设计的基础。
车身结构可以由木板或者3D打印部件制成。
为了避免障碍物的干扰，车身需要封闭，但是保证超声波传感器可以正常工作。
2. 电机模块设计电机是小车的动力来源，因此电机的设计至关重要。
选用高扭矩的直流电机，可以保证小车在运动时的平稳性和速度。
同时，需要选用电机驱动控制芯片和电机驱动器电路，以保证电机能够按照程序控制的方向和速度旋转。
3. 超声波模块设计超声波传感器是避障小车的核心部件，能够检测前方障碍物。
超声波传感器具有测量范围远、响应快、精度高、干扰小等特点。
超声波传感器需要安装在小车前方，以便测量前方障碍物距离。
为了保证高精度的测距，需要选用高精度的模块并且将模块的定位准确。
红外避障小车原理介绍及制作引言：红外避障小车是一种能够通过红外线传感器检测前方障碍物并自动转向避免碰撞的智能小车。
本文将介绍红外避障小车的原理及其制作方法。
1. 红外避障小车的原理红外避障小车通过使用红外线传感器识别前方的障碍物。
红外线传感器是一种能够发送和接收红外线信号的装置。
当红外线传感器接收到反射回来的红外线信号时，就会触发避障小车的转向动作。
2. 制作所需材料2.1 电机和轮子：用于小车的驱动和移动；2.2 Arduino控制板：用于编程和控制小车；2.3 红外线传感器：用于检测前方障碍物，并控制小车的方向；2.4 电池盒和电池：用于为小车供电；2.5 连线和焊接工具：用于连接各个组件；2.6 其他辅助材料：如螺丝、螺母等。
3. 制作步骤3.1 连接电机和轮子：首先，将电机通过导线连接到Arduino控制板上。
然后将轮子固定在电机上，确保能够顺利驱动小车移动。
3.2 安装红外线传感器：将红外线传感器连接到Arduino控制板上，确保能够准确接收红外线信号。
3.3 编写程序：使用Arduino的开发环境，编写程序以控制红外避障小车的运动。
程序的逻辑可以设计为：当红外线传感器接收到反射信号时，小车停止前进并进行转向操作，以避免碰撞。
3.4 连接电池盒：将电池盒通过导线连接到Arduino控制板上，以提供小车所需的电力。
3.5 测试运行：将程序上传到Arduino控制板上，并将电池插入电池盒中。
然后测试红外避障小车的运行情况，观察是否能够准确识别障碍物并进行避免碰撞的动作。
4. 使用注意事项4.1 红外线传感器的安装位置需要保持稳定，并且不受外界其他光源的干扰，以确保能够准确接收反射信号。
4.2 程序设计中需要考虑到红外避障小车在遇到障碍物时的反应速度及动作的平稳性，以提高小车的避障性能。
4.3 定期检查电池的电量是否充足，并及时更换电池，以保证小车的正常运行。
5. 经济和实用性分析红外避障小车的制作成本相对较低，所需材料和设备均易获取，并且拥有广泛的应用场景。
智能避障小车实验报告与总结
学院：机电工程学院
专业年级：09级电气工程及其自动化
队员姓名：
智能避障小车实验报告与总结
摘要：本设计制作的是单片机控制的自动避障小汽车，以单片机为小汽车的“大脑”，红外线探头为小汽车的“眼睛”，电机为小汽车的“双足”。
“大脑”控制“眼睛”去看前方是否有障碍物，当“眼睛”看到障碍后，由大脑来控制“双足”的行动方向。
从而实现小汽车的自动避障。
关键词：
单片机红外线传感器避障小车
一、设计任务与要求
小车从无障碍地区启动前进，感应前进路线上的障碍物后，根据障碍物的位置选择下一步行进方向。
二、方案设计与论证
本设计制作的是单片机控制的自动避障小汽车，以单片机为小汽车的“大脑”，红外线探头为小汽车的“眼睛”，电机为小汽车的“双足”。
“大脑”控制“眼睛”去看前方是否有障碍物，当“眼睛”看到障碍后，由大脑来控制“双足”的行动方向。
从而实现小汽车的自动避障。
电路原理简单，结构明了。
如图为整个系统的框图。
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、主控模块、探测模块、电机驱动模块组成。
各模块分述如下：
1、小车车体
在设计车体框架时，我们有两套起始方案，自己制作和直接购买车身。
方案二：自己设计制作车架自己制作小车底盘，用两个直流减速电机作为主动轮，利用两电机的转速差完成直行、左转、右转、左后转、右后转、倒车等动作。
减速电机扭矩大，转速较慢，易于控制和调速，符合避障小车的要求。
而且自己制作小车框架，可以根据电路板及传感器安装需求设计空间，使得车体美观紧凑。
但这种方法费时费力且成本较高。
方案二：购买半成品小车底盘改装，此种方案方便简洁而且价格低廉，小车各个机械部分安装完整，只需稍加改装就可以使用。
而且我们主要是目的是小车控制系统的设计，因此我们采取该方案。
2、主控板
小车的主控系统，即小车的大脑，我们采用了STC89C52单片机制作的最小系统。
3、避障模块
避障方案选择，方案一：采用超声波避障。
超声波受环境影响较大，电路复杂，而且地面对超声波的反射，会影响系统对障碍物的判断。
方案二：采用红外线避障。
利用单片机来产生38KHz信号，并用250HZ的方波对红外线发射管进行调制发射，发射出去的红外线遇到避障物的时候反射回来，红外线接收管对反射回来信号进行解调，输出TTL电平。
外界对红外信号的干扰比较小，且易于实现，价格也比较便宜，故采用方案二。
4、电机驱动模块
使用L293D芯片驱动电机。
L293D是一个具有高电压大电流的全桥驱动芯片，输出电压最高可达50V，可以直接通过电源来调节输出电压；可以直接用单片机的IO口提供信号，而且带有使能端，方便PWM调速，电路简单，性能稳定，使用比较方便。
L293D芯片可以驱动两个二相电机，也可以驱动一个四相电机，正好符合我们小车两个二相电机的驱动要求。
三、硬件设计
1、小车改装
我们使用的小车是专门用来制作智能小车的底盘套件，我们发现它的万向轮是用的牛眼轮，这种轮子在行走时摩擦较大而且容易产生噪声，因此我们用自制的万向轮取代了牛眼轮。
小车其他部件性能均良好。
3、最小系统设计
4、电机驱动设计
5、避障模块设计
本模块由三组红外光电对管传感器和一块lm393电压比较器中控板组成。
红外光电传感器采用红外线发射与接收原理，发射出去的红外线遇到避障物的时候反射回来，红外线接收管对反射回来信号进行解调，输出TTL电平。
输出的TTL电平经过电压比较器进行二值化处理后输入单片机处理。
（图）
四、软件设计
五、运行情况测试
每一件产品的生产完成后都要对其各项性能指标进行测试和调试，在本设计制作完成后，对其转弯和检测障碍的距离进行了调试和测试。
首先，小汽车的转弯时间。
根据不同的路面，小汽车转过90°弯时所用的转弯时间各不相同，在光滑的路面上转弯的时间是0.4s左右，在粗糙的路面则需要0.6s左右的时间，所以经过综合考虑后，把小汽车的转弯时间调整为0.5s，使小汽车在行驶过程中能够做到最佳的运行状态。
其次，检测障碍的距离。
因为小汽车的避障是采用红外线避障的，而采用红外线避障的缺点就是，红外线遇到黑色的障碍物后，其光线容易被黑色物体吸收，使得单片机无法检测到黑色障碍物，所以小汽车遇到黑色障碍物时将不能很好的避障，甚至不能避障。
但在对一般的障碍物进行避障时，要根据小汽车的行驶速度来决定避障的距离。
经试验当在车体前方放置白色物体时，小汽车距离障碍物20cm左右就能避障，当在车体前方放置深色物体时，小汽车距离障碍物10cm左右才能避障。
所以综合考虑后决定把红外线发射强度适当提高，使得小汽车在遇到深色物体时离障碍20CM左右就能避障。
以便使小汽车能够很好的避障。
调节红外线发射电路中RW的阻值可以调节红外线的发射强度，以此来调节避障的距离。
六、实验总结
按照要求,小车很好的完成题目要求的任务.本作品涉及到一系列的光电一体化的技术,其中机械结构是小车能否稳定运行的基础,硬件电路决定了小车实现的功能,而软件部分是控制的灵魂,算法的好坏直接决定了完成任务的质量,
在设计的过程中,我们遇到很多的困难,首先小车的底座上,考虑很久,最后我们结合实
现的功能选择一款有两个固定车轮和一个万向小轮. 采用了STC89C52单片机制作的最小系统。
我们充分体会了这款单片机的性能优越性和便利性,其单芯片设计方案对提高产品集成,降低系统成本有很大的帮助,最后核算,整个小车的成本不超过180元.
其二,关于红外避障探头的安置问题,由于小车车身并不具备完善我安置红外避障探头的钻孔,经过多次试验,最后采取另外自制与车身等宽的万用版安放车身前方,既体现美观大方并很好的解决小车红外避障探头的安置问题,也不会影响避障功能.最困难的问题是程序的调试和校对,经过团体人员的合作和多次的修改程序并翻阅相应资料,在继续调试程序和改善小车,最终小车的性能和功能得以圆满完成.。
