智能小车PPT课件
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循迹避障智能小车设计ppt课件
2023最新整理收集 do something
基于单片机的智能小车设计
指导老师： 班级：
制作：
1
智能小车介绍
❖ 智能小车是一种能够通过编程手段完成特定任务的 小型化机器人, 它具 有制作成本低廉,电路结构简单, 程序调试方便等优点.由于具有很强的趣味性,智能 小车深受广大机器人爱好者以及高校学生的喜爱.
17
连接剩余排线
将所有vcc高电平连一排 所有Gnd低电平连一排
18
固定完成
19
软件部分
避障程序 .docx
避障.mp4
避障程序
20
循迹程序框图
循迹程序 .docx
循迹.mp4
21
❖
感 谢 阅
读感 谢 阅
读
3
硬件部分
4
智能小车结构
5
传感器
电 位 器
6
红外传感器
❖ 当检测方向遇到障碍物（反射面）时，红外线反射 回来被接 收管接收，经过比较器电路处理之后，绿 色指示灯会亮起，同时信号输出接口输出数字信号 （一个低电平信号0），可通过电位器旋钮调节检 测距离，有效距离范围 2～30cm，工作电压为 3.3V-5V。
❖ 顺时针调电位器，检测距离增加；逆时针调电位器 ，检测距离减少。
7
灰度传感器
❖ 灰度传感器是模拟传感器，灰度传感器利用光敏电 阻对不同颜色的检测面对光的反射程序不同，其阻 值变化在的原理进行颜色深浅检测。灰度传感器有 一只发光二极管和一只光敏电阻，安装在同一面上 。在有效的检测距离内，发光二极管发出白光，照 射在检测面上，检测面反射部分光线，光敏电阻检 测此光线的强度并将其转换为小车可以识别的信号 。
电机驱动
供电线
基于单片机的智能小车设计
指导老师： 班级：
制作：
1
智能小车介绍
❖ 智能小车是一种能够通过编程手段完成特定任务的 小型化机器人, 它具 有制作成本低廉,电路结构简单, 程序调试方便等优点.由于具有很强的趣味性,智能 小车深受广大机器人爱好者以及高校学生的喜爱.
17
连接剩余排线
将所有vcc高电平连一排 所有Gnd低电平连一排
18
固定完成
19
软件部分
避障程序 .docx
避障.mp4
避障程序
20
循迹程序框图
循迹程序 .docx
循迹.mp4
21
❖
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读
3
硬件部分
4
智能小车结构
5
传感器
电 位 器
6
红外传感器
❖ 当检测方向遇到障碍物（反射面）时，红外线反射 回来被接 收管接收，经过比较器电路处理之后，绿 色指示灯会亮起，同时信号输出接口输出数字信号 （一个低电平信号0），可通过电位器旋钮调节检 测距离，有效距离范围 2～30cm，工作电压为 3.3V-5V。
❖ 顺时针调电位器，检测距离增加；逆时针调电位器 ，检测距离减少。
7
灰度传感器
❖ 灰度传感器是模拟传感器，灰度传感器利用光敏电 阻对不同颜色的检测面对光的反射程序不同，其阻 值变化在的原理进行颜色深浅检测。灰度传感器有 一只发光二极管和一只光敏电阻，安装在同一面上 。在有效的检测距离内，发光二极管发出白光，照 射在检测面上，检测面反射部分光线，光敏电阻检 测此光线的强度并将其转换为小车可以识别的信号 。
电机驱动
供电线
智能小车设计ppt课件
导航策略
当检测到障碍物时，采用绕行、停止等策略进行避障操作。
避障策略
硬件调试
检查电路连接是否正确，电源供电是否稳定，传感器是否工作正常等。
软件调试
采用单步调试、断点调试等方法对程序进行逐步排查，找出问题所在并进行修改。
问题解决方法
针对常见问题，如传感器失灵、小车无法直行等，提供相应的解决方法。同时，也可通过查阅相关资料、请教专业人士等方式寻求帮助。
问题三
智能小车的成本控制仍需改进。建议通过优化设计方案、降低采购成本、提高生产效率等措施，降低小车的制造成本和售价。
随着人工智能、物联网、云计算等技术的不断发展，智能小车将更加智能化、自主化和网络化，实现更高级别的自动驾驶和协同作业。
技术趋势
智能小车将在更多领域得到应用，如智能交通、智慧城市、智能家居等，成为未来智能生活的重要组成部分。
精确性
提高智能小车的导航精度和搬运精度，确保准确无误地完成任务。
设计目标
设计一款具有自主导航、避障、搬运等多种功能的智能小车，实现智能化、自动化运行。
稳定性
确保智能小车在各种环境下都能稳定运行，不出现意外情况。02CHAPTER
智能小车硬件设计
选用高性能、低功耗的微控制器，如STM32系列。
主控芯片类型
主控芯片原理
主控芯片优势
通过内部CPU、存储器和外设接口等资源，实现对小车各项功能的精确控制。
具有高集成度、高可靠性和易于开发等特点，满足智能小车复杂控制需求。
03
02
01
红外传感器
超声波传感器
陀螺仪传感器
加速度传感器
01
02
03
04
用于检测障碍物，实现避障功能。
当检测到障碍物时，采用绕行、停止等策略进行避障操作。
避障策略
硬件调试
检查电路连接是否正确，电源供电是否稳定，传感器是否工作正常等。
软件调试
采用单步调试、断点调试等方法对程序进行逐步排查，找出问题所在并进行修改。
问题解决方法
针对常见问题，如传感器失灵、小车无法直行等，提供相应的解决方法。同时，也可通过查阅相关资料、请教专业人士等方式寻求帮助。
问题三
智能小车的成本控制仍需改进。建议通过优化设计方案、降低采购成本、提高生产效率等措施，降低小车的制造成本和售价。
随着人工智能、物联网、云计算等技术的不断发展，智能小车将更加智能化、自主化和网络化，实现更高级别的自动驾驶和协同作业。
技术趋势
智能小车将在更多领域得到应用，如智能交通、智慧城市、智能家居等，成为未来智能生活的重要组成部分。
精确性
提高智能小车的导航精度和搬运精度，确保准确无误地完成任务。
设计目标
设计一款具有自主导航、避障、搬运等多种功能的智能小车，实现智能化、自动化运行。
稳定性
确保智能小车在各种环境下都能稳定运行，不出现意外情况。02CHAPTER
智能小车硬件设计
选用高性能、低功耗的微控制器，如STM32系列。
主控芯片类型
主控芯片原理
主控芯片优势
通过内部CPU、存储器和外设接口等资源，实现对小车各项功能的精确控制。
具有高集成度、高可靠性和易于开发等特点，满足智能小车复杂控制需求。
03
02
01
红外传感器
超声波传感器
陀螺仪传感器
加速度传感器
01
02
03
04
用于检测障碍物，实现避障功能。
智能小车控制PPT课件
• 提示：此模块不宜带电 连接，若要带电连接，则 先让模块的GND端先连接， 否则会影响模块的正常工 作。
第13页/共29页
超声波测距模块时序图 • 从模块时序图可以看出，只需要提供一个短期的10uS脉
冲触发信号，超声波即可进行距离测量工作。 • 该模块被触发后，超声波发射头将发出8个40kHz周期
电平，同时检测回波。一旦检测到有回波信号则输出回响 信号。 • 回响信号是一个脉冲的宽度成正比的距离对象。可通 过发射信号到收到的回响信号时间间隔可以计算得到距离。 • 公式: uS/58=厘米；或者uS/148=英寸。 • 建议测量周期为60ms 以上，以防止发射信号对回响信号 的影响。
第14页/共29页
设计目的
•
熟练掌握单片机系统设计与调试方法；
•
掌握智能小车控制原理；
•
掌握光电开关、超声模组、循迹传感器的工作原理及使用方法；
•
掌握电路板设计与制作及电子产品组装、制作与调试技术。
第1页/共29页
设计内容
• 1．利用提供的小车套件组装一辆小车，设计循 迹线路并组装循迹传感器和避障装置；
• 2．设计小车电机驱动板、寻迹模块、避障模块 电路，绘制电路原理图并制作PCB电路板；
第5页/共29页
电机模块
• 方案1：采用步进电机作为该系统的驱动电机。 由于其转过的角度可以精确的定位，可以实 现小车前进路程和位置的精确定位。虽然采 用步进电机有诸多优点，步进电机的输出力 矩较低，随转速的升高而下降，且在较高转 速时会急剧下。
小车怎么转弯呢？怎么直行？
第15页/共29页
小车控制方式
• 当两个直流电机转向相反同时转速相同时就可以实现电动车的原地旋转，由此可以轻松的实现小车坐标不 变的90度和180度的转弯。
第13页/共29页
超声波测距模块时序图 • 从模块时序图可以看出，只需要提供一个短期的10uS脉
冲触发信号，超声波即可进行距离测量工作。 • 该模块被触发后，超声波发射头将发出8个40kHz周期
电平，同时检测回波。一旦检测到有回波信号则输出回响 信号。 • 回响信号是一个脉冲的宽度成正比的距离对象。可通 过发射信号到收到的回响信号时间间隔可以计算得到距离。 • 公式: uS/58=厘米；或者uS/148=英寸。 • 建议测量周期为60ms 以上，以防止发射信号对回响信号 的影响。
第14页/共29页
设计目的
•
熟练掌握单片机系统设计与调试方法；
•
掌握智能小车控制原理；
•
掌握光电开关、超声模组、循迹传感器的工作原理及使用方法；
•
掌握电路板设计与制作及电子产品组装、制作与调试技术。
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设计内容
• 1．利用提供的小车套件组装一辆小车，设计循 迹线路并组装循迹传感器和避障装置；
• 2．设计小车电机驱动板、寻迹模块、避障模块 电路，绘制电路原理图并制作PCB电路板；
第5页/共29页
电机模块
• 方案1：采用步进电机作为该系统的驱动电机。 由于其转过的角度可以精确的定位，可以实 现小车前进路程和位置的精确定位。虽然采 用步进电机有诸多优点，步进电机的输出力 矩较低，随转速的升高而下降，且在较高转 速时会急剧下。
小车怎么转弯呢？怎么直行？
第15页/共29页
小车控制方式
• 当两个直流电机转向相反同时转速相同时就可以实现电动车的原地旋转，由此可以轻松的实现小车坐标不 变的90度和180度的转弯。
基于单片机智能小车ppt课件
本次设计的智能小车是沿黑线行驶的，由于黑纸和白色纸质地板对光线的 反射系数不同，因此可以通过反射光的强弱来使小车沿着黑线行驶。其具体工 作过程如下：小车沿白色纸质地板行驶，安装在小车下的红外发光二极管发射 红外线信号，遇到白线时，红外线会被反射回来，被光敏三极管吸收，光敏三 极管将会被导通，比较器输出低电平；遇到黑线时，红外线信号被黑色吸收， 不会反射回来光敏三极管处于截止状态，比较器输出高电平。将检测到的信号 送到单片机I/O口，当I/O口检测到高电平的信号时，表明红外线信号被黑色吸 收，小车正在沿黑线行驶，没有偏离轨道；当I/O口检测到低电平的信号时，表 明红外线被反射回来，被光敏三极管吸收，小车检测到了白色，已偏离了轨迹 ，需要调用循迹子程序来纠正轨迹。左边检测到白色时小车右转、右边检测到 白色时小车左转、两边都检测到白色时小车会自动停车、两边都检测不到白线 时，表明小车正在沿着预定轨迹行驶，没有偏离轨迹。 智能小车的避障也是通过这一原理实现的，不同的是避障电路安装位置不 同，避障电路安装在小车的车头，当有障碍物时红外线会被反射回来，比较器 输出低电平，无障碍物时，无红外线反射回来，比较器输出低电平，左边检测 到障碍物时小车右转、右边检测到障碍物时小车左转、两边都检测到障碍物时 小车会自动停车、两边都检测不到障碍物时，小车会按原定路线继续向前行驶。 这里就不再做详细的介绍了。
如上图所示，为HS1838的接受到的红外码。在没有信号输入 时，HS1838输出高电平，有信号输入时，接收到红外码时首先输 出9ms的低电平，再输出4.5ms的引导码，接着输出数据。数据0 是0.56ms的低电平和0.56ms的高电平，数据1是0.56ms的低电平 和1.68ms的高电平。可见0和1的区别在于高电平持续时间的长短 不同，根据这个区别我们就可以见别出0和1了。但是在解码之前 需要判断引导码，如果引导码不正确就不解码，所谓判断引导码， 就是看看是否有9ms的低电平和4.5ms的高电平。
智能循迹碰撞小车ppt
避障智能小车创新训练
3.2 电机驱动
电机驱动电路图
避障智能小车创新训练
3.3 电源模块
12V电源转5V电源电路原理图
避障智能小车创新训练
3.3传感器
3.3.1 红外线反射型传 感器
用于机器人避障，可以手动调节测距的 范围，红外线的工作原理是，当电源接通 后，红外线传感器就开始工作，机器人距 离障碍物达到所设定的范围时，传感器接 收到反射回来的红外线达到一定程度后， 传感器内部通过三极管放大作用，输出低 电平，我们可以利用CPU判断后，执行相 应的程序，达到绕开障碍物的目的。
转弯。
避障智能小车创新训练
• 五 实验与调试
前方没有障碍物，智能小车正常直行
前方有障碍物，智能车先向后退，然后向右拐弯 左边有障碍物，智能车先向后退，然后向右拐弯
右边有障碍物，智能车先向后退，然后向左拐弯
当一侧温度升高时，小车会向温度高的一侧转弯 前方有坍塌或悬崖，智能小车先向后退，然后向没有坍塌或悬崖方向转弯
序烧写测试综合软件。它可以通过普 通的串口（COM）烧写单片机的程序。
软件运行稳定
避障智能小车创新训练
智能车实现功能：
在小车前进过程中，正常情况下小车直行。红外传感器主要负责 探测前方是否有障碍，而两侧的碰撞传感器主要负责探测两侧受否 有障碍。如果遇到障碍，小车就会向右旋转，避开有障碍的路线， 超声波传感器主要是避免小车从边缘掉下，有避崖功能。火焰传感 器主要是感知温度，如果一侧温度升高，小车就会向温度高的一侧
避障智能小车创新训练
3.3.2 碰撞传感器
本实验所使用的碰撞传感器的原理是正 常状态下输出高电平;当触碰触头时,输出低 电平。当碰撞时，小车通过控制舵机来实现 左转、右转、前进和后退来寻找正确的线路。 在该方案中，碰撞传感器只作为一个辅助传 感器，在红外传感器的探测死角起作用，用 来辅助转弯。
智能循迹小车ppt文档全文预览
REPORTING
THANKS
感谢观看
别和跟踪。
优化控制算法
采用PID控制、模糊控制等算法， 提高小车行驶的稳定性和准确性。
完善硬件设计
优化电路设计、电机驱动、电源 管理等硬件模块，提升小车性能。
拓展应用场景
将智能循迹小车应用于仓储物流、 智能家居等领域，验证其实用性
和可靠性。
未来研究方向探讨
多传感器融合技术
研究如何将多种传感器信息进行融合， 提高小车的环境感知能力和适应性。
调试技巧和优化策略
调试技巧
在调试过程中，可以采用分模块调试的方法，逐个验证每个模块的功能是否正常；同时，可以利用串口通信等手 段，实时输出调试信息，帮助定位问题。
优化策略
针对循迹算法的优化，可以采用动态阈值调整的方法，提高轨迹检测的准确性；针对电机控制的优化，可以采用 PID控制算法，提高小车的行驶稳定性和速度控制精度。此外，还可以通过硬件升级、算法改进等手段，进一步 提高智能循迹小车的性能。
深度学习技术应用
探索深度学习在智能循迹小车中的应 用，如通过神经网络实现更复杂的路 径规划和决策。
多车协同控制技术
研究多辆智能循迹小车之间的协同控 制策略，实现更高效、灵活的群体协 作。
智能化与自主化
进一步提升小车的智能化水平，如实 现自主导航、避障、路径规划等功能， 使其更加适应复杂环境。
2023
2023
REPORTING
智能循迹小车ppt文档 全文预览
2023
目录
• 智能循迹小车概述 • 智能循迹小车硬件设计 • 软件编程与算法实现 • 性能测试与结果分析 • 挑战与解决方案探讨 • 总结与展望
2023
PART 01
06440_基于单片机智能小车ppt课件
感谢观看
2024/1/28
27
2024/1/28
20
测试方法、指标评价体系建立
功能测试
对智能小车的各项功能进行测试，如前 进、后退、左转、右转、停止等，确保
各项功能正常实现。
稳定性测试
2024/1/28
在不同环境下对智能小车进行测试， 如不同路面、不同光照条件等，评估
其稳定性和适应性。
性能测试
测试智能小车的速度、加速度、转向 灵敏度等性能指标，评估其运动性能 。
允许外部事件打断CPU的 正常执行流程，转去执行 中断服务程序。
2024/1/28
8
常见单片机类型及特点
8051系列
经典的单片机系列，具有简单 的结构和丰富的外设接口，适
合初学者使用。
2024/1/28
AVR系列
高性能、低功耗的单片机，具 有快速的执行速度和丰富的外 设接口，适用于高端应用。
PIC系列
19
调试过程中常见问题解决方法
电源问题
电机驱动问题
检查电源连接是否正确，电池电量是否充 足，以及电源管理模块是否正常工作。
检查电机驱动模块的连接和配置，确保电 机能够正常转动且速度可调。
传感器问题
通信问题
检查传感器的连接和配置，确保传感器能 够正确感知环境信息并传递给单片机。
检查通信模块的连接和配置，确保单片机能 够与其他设备或计算机进行正常通信。
基于单片机智能小车 ppt课件
2024/1/28
1
目录
• 智能小车概述 • 单片机原理及选型 • 智能小车硬件设计 • 软件编程与算法实现 • 调试、测试与优化策略 • 总结与展望
2024/1/28
2
2024/1/28
2024/1/28
27
2024/1/28
20
测试方法、指标评价体系建立
功能测试
对智能小车的各项功能进行测试，如前 进、后退、左转、右转、停止等，确保
各项功能正常实现。
稳定性测试
2024/1/28
在不同环境下对智能小车进行测试， 如不同路面、不同光照条件等，评估
其稳定性和适应性。
性能测试
测试智能小车的速度、加速度、转向 灵敏度等性能指标，评估其运动性能 。
允许外部事件打断CPU的 正常执行流程，转去执行 中断服务程序。
2024/1/28
8
常见单片机类型及特点
8051系列
经典的单片机系列，具有简单 的结构和丰富的外设接口，适
合初学者使用。
2024/1/28
AVR系列
高性能、低功耗的单片机，具 有快速的执行速度和丰富的外 设接口，适用于高端应用。
PIC系列
19
调试过程中常见问题解决方法
电源问题
电机驱动问题
检查电源连接是否正确，电池电量是否充 足，以及电源管理模块是否正常工作。
检查电机驱动模块的连接和配置，确保电 机能够正常转动且速度可调。
传感器问题
通信问题
检查传感器的连接和配置，确保传感器能 够正确感知环境信息并传递给单片机。
检查通信模块的连接和配置，确保单片机能 够与其他设备或计算机进行正常通信。
基于单片机智能小车 ppt课件
2024/1/28
1
目录
• 智能小车概述 • 单片机原理及选型 • 智能小车硬件设计 • 软件编程与算法实现 • 调试、测试与优化策略 • 总结与展望
2024/1/28
2
2024/1/28
2024版智能小车控制PPT课件
作用原理
不同类型的传感器具有不同的作用原理。例如，超声波传感器通过发射超声波 并接收其反射波来测量距离；红外线传感器则利用红外线的反射或吸收特性来 检测物体；摄像头则通过捕捉图像信息来实现视觉感知。
电机驱动方式及性能比较
电机驱动方式
智能小车的电机驱动方式主要有直流电机、步进电机、伺服电机等。这些电机具有不同的特点和适用场景，需要 根据智能小车的实际需求来选择合适的电机。
要点一
深度学习在路径规划中的应用
要点二
强化学习在路径规划中的应用
随着深度学习技术的发展，越来越多的研究将深度学习技术 应用于路径规划中，通过训练神经网络模型来学习路径规划 策略，提高路径规划的智能化水平。
强化学习是一种通过与环境交互来学习策略的机器学习方法， 可以应用于路径规划中，通过不断试错来学习最优路径规划 策略。
实施效果评估
通过实际测试和数据分析，评估避障策略的实施效果，并进行优 化和改进。
06
智能小车调试与性能评估
硬件组装注意事项
选择合适的组件和配件，确保其 质量和性能符合设计要求。
按照电路图和说明书正确连接各 个模块，避免出现短路或断路现
象。
注意电源线的接线方式，确保正 负极正确连接，避免反接或虚接。
传感器数据采集与处理策略
传感器类型选择
根据智能小车功能需求，选择合适的 传感器，如超声波、红外、陀螺仪等。
数据采集与处理
设计合理的数据采集电路和信号处理 算法，提高传感器数据的准确性和稳 定性。
电机控制算法实现与优化
电机控制算法
实现基本的电机控制算法，如PID控制、 模糊控制等，确保小车能够稳定、准确地 行驶。
04
路径规划与导航技术探讨
不同类型的传感器具有不同的作用原理。例如，超声波传感器通过发射超声波 并接收其反射波来测量距离；红外线传感器则利用红外线的反射或吸收特性来 检测物体；摄像头则通过捕捉图像信息来实现视觉感知。
电机驱动方式及性能比较
电机驱动方式
智能小车的电机驱动方式主要有直流电机、步进电机、伺服电机等。这些电机具有不同的特点和适用场景，需要 根据智能小车的实际需求来选择合适的电机。
要点一
深度学习在路径规划中的应用
要点二
强化学习在路径规划中的应用
随着深度学习技术的发展，越来越多的研究将深度学习技术 应用于路径规划中，通过训练神经网络模型来学习路径规划 策略，提高路径规划的智能化水平。
强化学习是一种通过与环境交互来学习策略的机器学习方法， 可以应用于路径规划中，通过不断试错来学习最优路径规划 策略。
实施效果评估
通过实际测试和数据分析，评估避障策略的实施效果，并进行优 化和改进。
06
智能小车调试与性能评估
硬件组装注意事项
选择合适的组件和配件，确保其 质量和性能符合设计要求。
按照电路图和说明书正确连接各 个模块，避免出现短路或断路现
象。
注意电源线的接线方式，确保正 负极正确连接，避免反接或虚接。
传感器数据采集与处理策略
传感器类型选择
根据智能小车功能需求，选择合适的 传感器，如超声波、红外、陀螺仪等。
数据采集与处理
设计合理的数据采集电路和信号处理 算法，提高传感器数据的准确性和稳 定性。
电机控制算法实现与优化
电机控制算法
实现基本的电机控制算法，如PID控制、 模糊控制等，确保小车能够稳定、准确地 行驶。
04
路径规划与导航技术探讨
智能循迹小车精讲PPT课件
2024/1/27
22
地图构建技术探讨
增量式地图构建
随着机器人的移动不断更新地图信息。
多机器人协同建图
利用多个机器人的感知信息共同构建环境地 图。
2024/1/27
23
导航策略优化方向
动态避障
实时感知环境中的动态障碍物，并调整路径规划以避免碰撞。
2024/1/27
24
导航策略优化方向
多目标点导航
代码实现
在循迹算法的基础上，增加避障逻辑。当检测到障碍物时，根据避障策略调整小车的运动状态，同时更新路径信 息，确保小车能够安全地绕过障碍物并继续沿着预定路径行驶。
2024/1/27
15
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。
智能循迹小车精讲 PPT课件
2024/1/27
1
目 录
2024/1/27
• 智能循迹小车概述 • 智能循迹小车硬件组成 • 软件编程与算法实现 • 路径规划与导航策略 • 无线通信与远程控制 • 性能测试与评估指标 • 总结与展望
2
01
智能循迹小车概述
2024/1/27
3
定义与发展历程
2024/1/27
适用于无权图，能找到最短路径。
A*算法
引入启发式函数，提高搜索效率。
18
路径规划方法比较
RRT（快速扩展随机树）
通过随机采样构建路径，适用于高维空间和 复杂环境。
2024/1/27
PRM（概率路线图法）
构建连通图后进行路径搜索，适用于静态环 境。
19
智能小车概述ppt课件
特点
具有自主导航、避障、搬运、定位、 无线通信等多种功能，可广泛应用 于工业自动化、智能物流、服务机 器人等领域。
发展历程及现状
发展历程
智能小车经历了从遥控车到自主导航车的演变，随着传感器、计算机视觉、人 工智能等技术的不断发展，智能小车的性能和应用范围得到了显著提升。
现状
目前，智能小车已经成为机器人领域的研究热点之一，国内外众多高校和企业 都在积极开展相关研究，并取得了丰硕的成果。
设计电源管理模块，实现电源的充电、 放电、保护等功能。
04
CATALOGUE
软件系统开发与调试
嵌入式操作系统选型及移植
01
常见的嵌入式操作系统 比较：如Linux、 FreeRTOS、uCOS等
02
选定操作系统的理由与 优势分析
03
操作系统移植的步骤与 注意事项
04
移植过程中可能遇到的 问题及解决方案
02
CATALOGUE
智能小车关键技术解析
传感器技术
红外传感器
用于检测障碍物、测距等。
超声波传感器
实现非接触式测量，常用于泊车 辅助系统。
摄像头与图像传感器
用于环境感知、道路识别等视觉 任务。
雷达传感器
提供高精度距离和速度信息，用 于自动驾驶系统。
控制器与执行器技术
微控制器
作为智能小车的“大 脑”，负责数据处理和
机器人教育
智能小车作为机器人教育的载体，可帮助学生了解机器人原理、编 程等知识。
教学实验平台
智能小车可作为教学实验平台，支持学生进行各种创新性实验和项 目实践。
比赛竞技
智能小车比赛可激发学生创新精神和团队协作能力，培养学生综合素 质。
06
具有自主导航、避障、搬运、定位、 无线通信等多种功能，可广泛应用 于工业自动化、智能物流、服务机 器人等领域。
发展历程及现状
发展历程
智能小车经历了从遥控车到自主导航车的演变，随着传感器、计算机视觉、人 工智能等技术的不断发展，智能小车的性能和应用范围得到了显著提升。
现状
目前，智能小车已经成为机器人领域的研究热点之一，国内外众多高校和企业 都在积极开展相关研究，并取得了丰硕的成果。
设计电源管理模块，实现电源的充电、 放电、保护等功能。
04
CATALOGUE
软件系统开发与调试
嵌入式操作系统选型及移植
01
常见的嵌入式操作系统 比较：如Linux、 FreeRTOS、uCOS等
02
选定操作系统的理由与 优势分析
03
操作系统移植的步骤与 注意事项
04
移植过程中可能遇到的 问题及解决方案
02
CATALOGUE
智能小车关键技术解析
传感器技术
红外传感器
用于检测障碍物、测距等。
超声波传感器
实现非接触式测量，常用于泊车 辅助系统。
摄像头与图像传感器
用于环境感知、道路识别等视觉 任务。
雷达传感器
提供高精度距离和速度信息，用 于自动驾驶系统。
控制器与执行器技术
微控制器
作为智能小车的“大 脑”，负责数据处理和
机器人教育
智能小车作为机器人教育的载体，可帮助学生了解机器人原理、编 程等知识。
教学实验平台
智能小车可作为教学实验平台，支持学生进行各种创新性实验和项 目实践。
比赛竞技
智能小车比赛可激发学生创新精神和团队协作能力，培养学生综合素 质。
06
智能小车概述ppt教案-2024鲜版
2024/3/28
28
代码规范及可读性提升途径
使用有意义的变量名
避免使用无意义的字符或数字作为变量名。
添加必要的注释和文档
对关键函数和类添加注释和文档说明，便于 他人理解和维护代码。
2024/3/28
29
05
实验验证与性能评估
2024/3/28
30
实验环境搭建和测试方法论述
1 2
搭建智能小车实验平台
2024/3/28
可以邀请一些表现优秀的学员 进行分享，让他们谈谈自己的 学习方法和经验，以供其他学 员借鉴和学习。
鼓励学员提出自己的问题和建 议，以便更好地改进和完善课 程内容，提高教学效果。
37
行业前沿动态关注以及创新应用探索
介绍智能小车领域的最新研究成 果和前沿技术动态，如深度学习 、计算机视觉、SLAM等技术在
ZigBee技术
4G/5G通信技术
提供高速、低延时的通信服务，支持 智能小车的远程控制和实时数据传输 。
一种低功耗、低成本的无线通信技术 ，适用于智能小车之间的组网通信。
2024/3/28
10
人工智能技术在智能小车中应用
机器学习算法
通过训练数据自动提取特征并优 化模型参数，提高智能小车的自
主决策能力。
8
控制技术
PID控制
通过比例、积分、微分三 个环节对智能小车进行精 确控制，实现速度、位置 和角度的稳定控制。
2024/3/28
模糊控制
模拟人的模糊思维，对复 杂、不确定的环境进行有 效控制。
神经网络控制
利用神经网络的自学习和 自适应能力，对智能小车 进行高级别的控制。
9
通信技术
无线通信技术
智能小车机械部分.ppt
智能小车
机械部分
机械控制原理框图
单片机
直流减速电机
小车运动
舵机 双摇杆机构
小车转向
小 车 装 配 图
后轮连接部分
电机支架
后轮支架
后 轴
滚动轴承
优点：
摩擦阻力小，功率消耗小， 外 圈
机械效率高，易起动。
尺寸标准化，具有互
滚动体
换性，便于安装拆卸， 维修方便。
内圈
结构紧凑，重量轻，
轴向尺寸更为缩小。 精度高，转速高，磨损小，
ctgβ-ctgα=M/L
能满足不同类型、不同规律运动要求和动力要求； 容易制造，并能获得较高的制造精度。
旋转编码器的连接
轴套
编码器支座
收获与总结
CAD软件的使用。 零件的设计。 装配与加工。
保持架
使用寿命长。
适用于大批量生产，质量稳定可靠，
生产效率高。具有自动调新的性能。
四连杆机构
转向原理 ---阿克曼原理
转弯时因轮距与轴距的
关系，两前轮转角不同，内 侧轮转向角比外侧转向角大， 要使车辆转向顺利，车轮在 地面纯滚动而不产生滑移， 必须一点，这是阿克曼原理。 此时，转向的内外轮转角关 系为 ：
机械部分
机械控制原理框图
单片机
直流减速电机
小车运动
舵机 双摇杆机构
小车转向
小 车 装 配 图
后轮连接部分
电机支架
后轮支架
后 轴
滚动轴承
优点：
摩擦阻力小，功率消耗小， 外 圈
机械效率高，易起动。
尺寸标准化，具有互
滚动体
换性，便于安装拆卸， 维修方便。
内圈
结构紧凑，重量轻，
轴向尺寸更为缩小。 精度高，转速高，磨损小，
ctgβ-ctgα=M/L
能满足不同类型、不同规律运动要求和动力要求； 容易制造，并能获得较高的制造精度。
旋转编码器的连接
轴套
编码器支座
收获与总结
CAD软件的使用。 零件的设计。 装配与加工。
保持架
使用寿命长。
适用于大批量生产，质量稳定可靠，
生产效率高。具有自动调新的性能。
四连杆机构
转向原理 ---阿克曼原理
转弯时因轮距与轴距的
关系，两前轮转角不同，内 侧轮转向角比外侧转向角大， 要使车辆转向顺利，车轮在 地面纯滚动而不产生滑移， 必须一点，这是阿克曼原理。 此时，转向的内外轮转角关 系为 ：
简易电磁循迹智能小车ppt课件
过渡页
Transition Page
简介概要
技术背景
智能汽车这个概念是在半个世纪前提出，一些发达国家如德国、美国、 英国已将智能汽车用于社会服务，其拥有强大的控制、识别能功能。智 能汽车不仅可以用于生产、服务，大幅度提高我们的工作效率，同时给 予人们更多地便利及安全保障。智能汽车将会对未来交通系统带来巨大 的变革。然而目前所需要解决的最大问题便是无人驾驶汽车的安全问题。
已知感应电动势的频率为f=20 kHz，感应线圈电感为 L= 10 mH ，可以计算出谐振电容的容量为：
标称电容与上述容值最为接近的电容为 6.8nF，所以在 实际电路中我们选用 6.8nF 的独石电容作为谐振电容。该电 容虽然误差比较大，测试中15个电容里面误差最小的都有 1453pF，但价格便宜。
过渡页
Transition Page
1
制作过程 2
3
第一阶段：课程设计题目分析、文献查询和 咨询阶段
第二阶段：电路设计、元器件采购及电路板 PCB设计阶段
第三阶段：焊接电路及调试阶段
过渡页
Transition Page
通过在跑道上测试，本设计基本达到了课程设计要求。 但其中也有不足之处。首先小车在行进途中会出现左 右晃动的情况，通过分析，是由于对感应部分的放大 电路没有达到要求，当导线位于两电感线圈中间时， 产生的感应电动势极其微小，放大倍数不高，以至于 后面的逻辑判断不能准确定位。其次对于小车行驶速 度也有待提高，起初为了防止小车因速度过快不能及 时反应而脱离跑道，因此在电机驱动电路上选择稍大 电阻，以减小电流。整体而言，整个设计所需成本较 低，功能也基本完善，在后续的学习和工作中，我将 进一步改进传感器电路，加大探测范围，提升小车速 度，来提升智能车的性能。
Transition Page
简介概要
技术背景
智能汽车这个概念是在半个世纪前提出，一些发达国家如德国、美国、 英国已将智能汽车用于社会服务，其拥有强大的控制、识别能功能。智 能汽车不仅可以用于生产、服务，大幅度提高我们的工作效率，同时给 予人们更多地便利及安全保障。智能汽车将会对未来交通系统带来巨大 的变革。然而目前所需要解决的最大问题便是无人驾驶汽车的安全问题。
已知感应电动势的频率为f=20 kHz，感应线圈电感为 L= 10 mH ，可以计算出谐振电容的容量为：
标称电容与上述容值最为接近的电容为 6.8nF，所以在 实际电路中我们选用 6.8nF 的独石电容作为谐振电容。该电 容虽然误差比较大，测试中15个电容里面误差最小的都有 1453pF，但价格便宜。
过渡页
Transition Page
1
制作过程 2
3
第一阶段：课程设计题目分析、文献查询和 咨询阶段
第二阶段：电路设计、元器件采购及电路板 PCB设计阶段
第三阶段：焊接电路及调试阶段
过渡页
Transition Page
通过在跑道上测试，本设计基本达到了课程设计要求。 但其中也有不足之处。首先小车在行进途中会出现左 右晃动的情况，通过分析，是由于对感应部分的放大 电路没有达到要求，当导线位于两电感线圈中间时， 产生的感应电动势极其微小，放大倍数不高，以至于 后面的逻辑判断不能准确定位。其次对于小车行驶速 度也有待提高，起初为了防止小车因速度过快不能及 时反应而脱离跑道，因此在电机驱动电路上选择稍大 电阻，以减小电流。整体而言，整个设计所需成本较 低，功能也基本完善，在后续的学习和工作中，我将 进一步改进传感器电路，加大探测范围，提升小车速 度，来提升智能车的性能。
智能小车ppt课件
前方 左转弯
0 01
LA
RA
L左B
R右B
左 轮
减 速 电
电机 减 驱动 速 电路 电
右 轮
机
机
P13
P13
P12 单片机P12
右转弯 1 0 0
如果中间和左边探测头P02测到黑线，则小车偏了， 小车右转弯
万向滑轮
；.
14
注:检测到黑 线输出低电平
P0.0 P0.1
特殊情况3 P0.2
单片机通过电机驱动电路控制小车运行方法 P0.2 P0.1 P0.0
2P连线白色头接扩展 5V电压输出；注. 意正负 极
将2组电 源共地用 接线柱卡 紧
6
小车原配的2节电池盒， 由于供电小可不用它。
小车左侧电机自行焊 接两根线上去，两线 另一头接蓝色的A1A2 接线柱 小车右侧电机自行焊 接两根线上去，两线 另一头接蓝色的B1B2 接线柱
4节电池盒
2P连线白色头接扩展 5V电压输出；注. 意正负 极
• sbit P26=P2^6;//循迹传感器次左有测得信号
• sbit P27=P2^7;//循迹传感器中有测得信号
• sbit P14=P1^4;//单片机输出到L298N控制电机左后退
• sbit P15=P1^5;//单片机输出到L298N控制电机左前进
• sbit P16=P1^6;//单片机输出到L298N控制电机右后退
二、有检测到黑线，则 H4发光到黑线光全部被吸收， H4接收端，没有收到任何信号， 因为H4不导通（截止），则 T1=VCC
Page 16
寻迹电路分析
检测到白纸有接收到反射光 LM324 2脚比较器反向端T1=0V 3脚比较器同向端=3V 同向端大于反向端则OUT1输出1
(2024年)智能小车课件
、定位精度高的优点，但受信号遮挡和多径效应等因素影响。
2024/3/26
02 03
超声波定位
利用超声波传感器发射超声波并接收反射波，通过测量反射时间计算小 车与障碍物之间的距离和位置信息。具有成本低、实现简单的优点，但 受环境噪声和温度等因素影响。
视觉定位
通过摄像头捕捉图像信息并利用计算机视觉技术对图像进行处理和解析 ，提取出特征点并进行匹配和定位。具有信息丰富、精度高的优点，但 受光照、天气等环境因素影响较大。
选型建议
02
根据项目需求和预算，选择合适的硬件平台；
硬件连接与配置
03
电源、电机、传感器等设备的连接与配置方法。
28
软件编程环境与工具介绍
编程环境安装与配置
如Arduino IDE、Visual Studio Code等；
编程语言选择
C/C、Python等，根据项目需求和硬件平台选择；
调试工具与方法
2024/3/26
16
2024/3/26
04
CATALOGUE
导航与定位技术
17
导航方式分类及特点
2024/3/26
惯性导航
利用陀螺仪和加速度计等惯性传感器测量小车的加速度和角速度，通过积分计算得到小车 的位置和姿态信息。具有自主性强、不受外界干扰的优点，但存在误差累积问题。
视觉导航
通过摄像头捕捉图像信息，利用计算机视觉技术对图像进行处理和解析，提取出道路、障 碍物等特征信息，实现小车的导航。具有信息丰富、精度高的优点，但受光照、天气等环 境因素影响较大。
实现方法
开发手机APP，实现用户界面和控制逻辑；在小车上搭载无线通讯模块和控制器，接收并执行手机 APP发送的控制指令。
自平衡智能小车 ppt课件
PPT课件
14
MPU-6050三轴陀螺仪
内部集成了三轴加速度、三轴陀螺仪，同时支持了一个外 部12C接口可接一个第三方的12C的地磁、气压等数字传 感器构成九轴整合，别具一格的自内拥有了一个数字运动 信号处理器DMP,具有强大的运算整合功能，并有可编程 的低通滤波器。
实物图：
PPT课件
15
arduino 自平衡小车
PPT课件
1
创意描述
双轮 自平衡
智能 蓝牙控制
PPT课件
2
国内外小车背景
PPT课件
3
自平衡原理
PPT课件
4
01Part One 功能
PPT课件
5
功能
前进
以及基于上述的衍 生功能（轻传物）
后退
右转
左转
PPT课件
6
02Part Two 器件
PPT课件
7
器件
个数
Arduino Leonardo 核心板
一个
MPU6050三轴加速度计
一个
车轮
两个
蓝牙模块HC-06
一个
L298N电机驱动
一个
测速电机
两个
导线
若干
公对母杜邦线
若干
亚克力板
两块
电池（1.5V）
两个
Arduino下载线
一条
PPT课件
8
03Part Three 框架图、流程图
PPT课件
9
整体框架图
MPU6050
Arduino
LA29489N8电8电机机驱动驱模动块
电机不能达到转速要求
PPT课件
20
THANKS
PPT课件
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- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
寻迹方案
+BJ A1 A2 B1 B2 VDD
小车用于焊接电 机且与接线柱连 线的线，1、可 以用杜邦线把两 头黑色夹头拔掉， 露出锡线，一头 焊接到电机，一 头接到蓝色接线 柱。2、可以直 接用本店配送的 黑色细线。
GND +5V
将2组电源 共地线用接 线柱卡紧
8个洞可锁 紧的接线柱
循迹模块实物图
Page 8
小车寻迹算法 循迹模块介绍
前方
LA LB
RA RB
左电机
右电机
左
右
左 轮
减 速 电
电机 减 驱动 速 电路 电
右 轮
机
机
A1 A2 0 0 不转 0 1 前转 1 0 后转
B1 B2 0 0 不转 0 1 前转 1 0 后转
单片机
1 1 不转 1 1 不转
万向滑轮
单片机通过电机驱动电路控制小车运行方法
二、有检测到黑线，则 H4发光到黑线光全部被吸收， H4接收端，没有收到任何信号， 因为H4不导通（截止），则 T1=VCC
Page 16
寻迹电路分析
检测到白纸有接收到反射光 LM324 2脚比较器反向端T1=0V 3脚比较器同向端=3V 同向端大于反向端则OUT1输出1
检测到黑线没接收到反射光了 调试方法，黑色物体
• sbit P17=P1^7;//单片机输出到L298N控制电机右前进
• 单片机引脚IO口和传感器的连接是根据程序来决定的，所 以如果烧写某个程序，看该程序的C语言源代码文件里对 于IO口的定义语句，就会知道如何接线了。
寻迹方案
车左侧电机线 两根
车右侧电机线 两根
6节电池盒
2P连线白色头接扩展 5V电压输出注意正负极
左
右
左 轮
减 速 电
电机 减 驱动 速 电路 电
右 轮
机
机
如果左边探测头P00测到黑线， 则小车偏了，小车左转弯
单片机
万向滑轮
注:检测到黑 线输出低电平
特殊情况1
P0.0 P0.1 P0.2
单片机通过电机驱动电路控制小车运行方法
P0.0 P0.1 P0.2
前进
101
前方 左转弯
0 01
LA LB
RA RB
电机 减 驱动 速 电路 电
右 轮
机
机
如果中间探测头P01右测到黑线， 则小车前进
单片机
万向滑轮
注:检测到黑 线输出低电平
P0.0 P0.1 P0.2
单片机通过电机驱动电路控制小车运行方法
前进
P0.0 P0.1 P0.2 10 1
前方 左转弯
011
LA LB
RA RB
右转弯 1 1 0
左
右
左 轮
减 速 电
基于单片机的智能小车
答辩人：鲁彦飞
小车结构
轮胎 2个 单片机1 循迹模块1 光电对管3个 减速箱+电机 2套 万向滑轮 1个 底盘 PCB敷铜板 亚克力板 螺丝 固定片
左
左 轮
减 速 电
机
前方
右
减 速 电
右 轮
机
万向滑轮
小车流程图
单片机 控制信 号输入
使能端5V有效 工作
电机驱动模块介绍
输出给 电机
LM324
遮挡传感器检测T1脚 电压变化是否正常
2脚比较器反向端T1=5V 3脚比较器同向端=3V
调节电位器R13,使得3 脚电压介于（2脚）
反向端大于同向端则OUT1输出0 T1电压的最大和最小
Page 17
值之间
电机 减 驱动 速 电路 电
右 轮
机
机
如果右边探测头P02测到黑线， 则小车偏了，小车右转弯
单片机
万向滑轮
注:检测到黑 线输出低电平
P0.0 P0.1 P0.2
单片机通过电机驱动电路控制小车运行方法
前进
P0.0 P0.1 P0.2 101
作业 答案
前方 左转弯
0 11
LA LB
RA RB
右转弯 1 1 0
0 01
LA LB
RA RB
Байду номын сангаас
右转弯 1 0 0
左
右
左 轮
减 速 电
电机 减 驱动 速 电路 电
右 轮
机
机
P13 P12
P13 P12
单片机
如果中间和左边探测头P02测到 黑线，则小车偏了，小车右转 弯
万向滑轮
注:检测到黑 线输出低电平
P0.0 P0.1
特殊情况3 P0.2
单片机通过电机驱动电路控制小车运行方法 P0.2 P0.1 P0.0
P14 P15 P16 P17
0
10
1 前进
1
01
0 后退
1
00
1 左转弯
0
11
0 右转弯
注:检测到黑 线输出低电平
P0.0 P0.1 P0.2
单片机通过电机驱动电路控制小车运行方法
前进
P0.0 P0.1 P0.2 101
前方 左转弯
011
LA LB
RA RB
右转弯 1 1 0
左
右
左 轮
减 速 电
• sbit P26=P2^6;//循迹传感器次左有测得信号 • sbit P27=P2^7;//循迹传感器中有测得信号
• sbit P14=P1^4;//单片机输出到L298N控制电机左后退 • sbit P15=P1^5;//单片机输出到L298N控制电机左前进
• sbit P16=P1^6;//单片机输出到L298N控制电机右后退
前进
LA LB
RA RB
前方 左转弯 右转弯
左
右
左 轮
减 速 电
电机 减 驱动 速 电路 电
右 轮
机
机
P13 P12
P13 P12
单片机
停车
0 00
如果三个探测头全部测到黑线， 则小车到达终点，停车
万向滑轮
寻迹电路分析
接
发
收
射
一、没有检测到黑线，则
H4发光到白纸光反射到H4接收 端，H4接收端导通，导通则T1 接地=0
+BJ A1 A2 B1 B2 VDD GND +5V
将2组电 源共地用 接线柱卡 紧
小车原配的2节电池盒， 由于供电小可不用它。
小车左侧电机自行焊 接两根线上去，两线 另一头接蓝色的A1A2 接线柱 小车右侧电机自行焊 接两根线上去，两线 另一头接蓝色的B1B2 接线柱
4节电池盒
2P连线白色头接扩展 5V电压输出注意正负极
右转弯 1 0 0
左
右
左 轮
减 速 电
电机 减 驱动 速 电路 电
右 轮
机
机
单片机
如果中间和右边探测头P02测到 黑线，则小车偏了，小车左转 弯
万向滑轮
注:检测到黑 线输出低电平
特殊情况2
P0.0 P0.1
P0.2
单片机通过电机驱动电路控制小车运行方法
前进
P0.0 P0.1 P0.2 1 01
前方 左转弯
注;这里的 VCC为大电压 是给电机提供 电源
接线图参考5循迹程序
• sbit P14=P1^4; //电机口 左前进 • sbit P15=P1^5; //电机口 左后退
端口定义
• sbit P16=P1^6; //电机口 右前进 • sbit P17=P1^7; //电机口 右后退
• sbit P25=P2^5;//循迹传感器最左有测得信号 低电平有效