避障小车制作讲解

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。