智能小车报告
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一、实习背景随着科技的飞速发展,智能技术已经深入到我们生活的方方面面。
智能小车作为智能技术的一个重要应用,近年来得到了广泛关注。
为了更好地了解智能小车的原理和应用,提高自己的实践能力,我选择了智能小车作为毕业实习的课题。
二、实习目的1. 掌握智能小车的原理和设计方法;2. 提高自己的动手能力和团队协作能力;3. 培养自己的创新意识和实践能力;4. 为毕业设计打下坚实基础。
三、实习内容1. 理论学习在实习过程中,我首先对智能小车的原理进行了深入的学习。
通过查阅资料、阅读相关书籍,了解了智能小车的组成、工作原理以及各类传感器的工作原理。
主要包括以下内容:(1)单片机原理:学习了51单片机的结构、工作原理以及编程方法;(2)传感器原理:学习了红外传感器、超声波传感器、光电传感器等常用传感器的原理和特点;(3)电机驱动原理:学习了直流电机、步进电机等电机的驱动原理和控制方法;(4)通信原理:学习了串口通信、无线通信等通信方式的基本原理。
2. 实验与实践在理论学习的基础上,我进行了以下实验和实践:(1)搭建智能小车电路:根据设计要求,我选择了51单片机作为控制核心,红外传感器、超声波传感器、电机驱动模块等作为主要硬件。
通过焊接、连接等操作,搭建了智能小车的电路;(2)编程与调试:利用C语言对单片机进行编程,实现智能小车的各项功能。
主要包括:红外传感器循迹、超声波传感器避障、电机驱动控制等;(3)测试与优化:对智能小车进行测试,观察其运行效果。
针对存在的问题,对程序和电路进行优化,提高智能小车的性能。
3. 团队协作在实习过程中,我与团队成员密切合作,共同完成智能小车的研发。
我们分工明确,各司其职,共同解决了许多技术难题。
四、实习收获1. 提高了实践能力:通过实际操作,我掌握了智能小车的搭建、编程和调试方法,提高了自己的动手能力;2. 培养了团队协作精神:在团队协作中,我学会了与他人沟通、协调,提高了自己的团队协作能力;3. 增强了创新意识:在解决技术难题的过程中,我不断思考、尝试,培养了创新意识;4. 为毕业设计打下基础:通过这次实习,我对智能小车有了更深入的了解,为毕业设计积累了丰富的经验。
智能小车活动报告活动简介本次智能小车活动是由XX学校电子科技协会举办的,旨在通过实践项目深入理解智能控制原理和编程思想。
活动中,参与者将组队完成一辆智能小车的设计、搭建和编程,并进行实地测试和展示。
活动时间和地点活动时间:2022年6月10日至6月15日活动地点:XX学校电子实验室活动内容1.第一天:介绍智能小车项目的背景和目标,讲解小车的零部件和连接方式。
参与者分组并进行认识和分工。
2.第二天:小车组装和调试。
参与者按照给定的零部件和组装图,完成小车的搭建。
在搭建过程中,了解小车组成部分之间的关系和工作原理。
3.第三天:小车电路连接和传感器添加。
参与者将电路板连接到小车主体,并添加红外线传感器、超声波传感器等,以实现小车的避障功能。
4.第四天:小车编程。
参与者学习Arduino编程,使用C语言编写小车的控制程序,并完成小车基本功能的编程。
5.第五天:小车功能优化。
参与者通过更改程序和添加新的功能,进一步优化小车的性能,例如增加循迹功能、遥控功能等。
6.第六天:小车测试和展示。
参与者将完成的小车进行测试,检验各个功能的实际效果,并进行展示和交流。
活动成果通过本次智能小车活动,参与者不仅学习了智能控制原理和编程思想,还培养了团队合作和解决问题的能力。
他们通过亲自参与到项目中,深入理解了电子电路的连接和传感器的使用,掌握了Arduino编程的基本技能,并能够将所学到的知识应用到实际项目中。
同时,活动还提高了参与者的创新思维和动手能力。
活动总结通过本次活动,我们看到了参与者们的努力和成长。
他们在小组合作中充分发挥了团队合作的重要性,通过相互协作克服了许多技术难题。
活动的成功举办不仅激发了参与者对电子科技的兴趣,也为他们的个人发展和职业规划提供了重要的经验和参考。
展望未来希望未来能继续举办类似的智能小车活动,为更多学生提供机会,以实践的方式学习和探索。
通过这样的活动,不仅可以进一步推动学生对电子科技的热情,还可以培养更多具备创新精神和实践能力的电子科技人才。
智能小车报告智能小车报告1. 引言智能小车是一个基于和自动导航技术的电动小车,可以根据预设的指令和条件自主完成各种任务。
本报告将对智能小车的主要功能和技术进行介绍,并探讨该技术在实际应用中的潜力和局限性。
2. 智能小车的主要功能2.1 自主导航智能小车配备了一系列传感器和导航系统,可实现自主导航功能。
通过激光雷达、摄像头、惯性测量单元等传感器,智能小车可以感知周围环境,并根据地图和路径规划算法进行自主导航。
用户可以通过预设的目的地或者指令,让智能小车自动找到最优路径,并完成导航任务。
2.2 避障与路径规划智能小车的导航系统能够根据实时感知到的障碍物和地图信息,进行路径规划并实时调整路径。
当智能小车遇到障碍物时,它会自动调整行进方向,避开障碍物,并寻找新的路径继续前进。
路径规划算法会综合考虑行进距离、时间、能耗等因素,以达到最优的导航效果。
2.3 智能交互智能小车配备了语音识别和语音合成技术,可以与用户进行智能交互。
用户可以通过语音指令控制智能小车的行为,例如让它前进、停止或者返回起点。
智能小车会根据语音指令解析用户的意图,并相应地执行动作。
同时,智能小车也会通过语音合成技术将执行结果反馈给用户,提供友好的交互体验。
3. 智能小车技术的潜力和局限性3.1 潜力智能小车技术具有广阔的应用前景。
首先,在物流行业中,智能小车可以代替人工完成货物搬运、仓库管理等工作,提高工作效率并减少人力成本。
此外,在旅游和服务行业中,智能小车可以充当导游、服务员等角色,为游客提供便利和娱乐体验。
此外,智能小车还可以应用于环境监测、巡检等领域,为人们提供全方位、高效的服务。
3.2 局限性虽然智能小车技术具有很大的潜力,但也存在一些局限性。
首先,目前的智能小车技术仍然处于发展阶段,尚未完全成熟。
其次,智能小车在复杂环境中的导航和避障能力仍有待提高。
在一些复杂的场景中,例如人流密集的地方或者复杂交通情况下,智能小车可能会出现导航错误或者无法及时避开障碍物的问题。
一、实验目的本次实验旨在通过设计和搭建一个智能小车系统,学习并掌握智能小车的基本控制原理、硬件选型、编程方法以及调试技巧。
通过实验,加深对单片机、传感器、电机驱动等模块的理解,并提升实践操作能力。
二、实验原理智能小车控制系统主要由以下几个部分组成:1. 单片机控制单元:作为系统的核心,负责接收传感器信息、处理数据、控制电机运动等。
2. 传感器模块:用于感知周围环境,如红外传感器、超声波传感器、光电传感器等。
3. 电机驱动模块:将单片机的控制信号转换为电机驱动信号,控制电机运动。
4. 电源模块:为系统提供稳定的电源。
实验中,我们选用STM32微控制器作为控制单元,使用红外传感器作为障碍物检测传感器,电机驱动模块采用L298N芯片,电机选用直流电机。
三、实验器材1. STM32F103C8T6最小系统板2. 红外传感器3. L298N电机驱动模块4. 直流电机5. 电源模块6. 连接线、电阻、电容等7. 编程器、调试器四、实验步骤1. 硬件搭建:- 将红外传感器连接到STM32的GPIO引脚上。
- 将L298N电机驱动模块连接到STM32的PWM引脚上。
- 将直流电机连接到L298N的电机输出端。
- 连接电源模块,为系统供电。
2. 编程:- 使用Keil MDK软件编写STM32控制程序。
- 编写红外传感器读取程序,检测障碍物。
- 编写电机驱动程序,控制电机运动。
- 编写主程序,实现小车避障、巡线等功能。
3. 调试:- 使用调试器下载程序到STM32。
- 观察程序运行情况,检查传感器数据、电机运动等。
- 调整参数,优化程序性能。
五、实验结果与分析1. 避障功能:实验中,红外传感器能够准确检测到障碍物,系统根据检测到的障碍物距离和方向,控制小车进行避障。
2. 巡线功能:实验中,小车能够沿着设定的轨迹进行巡线,红外传感器检测到黑线时,小车保持匀速前进;检测到白线时,小车进行减速或停止。
3. 控制性能:实验中,小车在避障和巡线过程中,表现出良好的控制性能,能够稳定地行驶。
第1篇一、引言随着科技的不断发展,人工智能技术逐渐渗透到我们生活的方方面面。
作为人工智能的一个典型应用,智能小车实验为我们提供了一个将理论知识与实践操作相结合的平台。
在本次智能小车实验中,我深刻体会到了理论知识的重要性,同时也感受到了动手实践带来的乐趣和成就感。
以下是我对本次实验的心得体会。
二、实验目的本次实验旨在通过设计、搭建和调试智能小车,让学生掌握以下知识:1. 传感器原理及在智能小车中的应用;2. 单片机编程及接口技术;3. 电机驱动及控制;4. PID控制算法在智能小车中的应用。
三、实验过程1. 设计阶段在设计阶段,我们首先对智能小车的功能进行了详细规划,包括自动避障、巡线、遥控等功能。
然后,根据功能需求,选择了合适的传感器、单片机、电机驱动器等硬件设备。
2. 搭建阶段在搭建阶段,我们按照设计图纸,将各个模块连接起来。
在连接过程中,我们遇到了一些问题,如电路板布局不合理、连接线过多等。
通过查阅资料、请教老师,我们逐步解决了这些问题。
3. 编程阶段编程阶段是本次实验的核心环节。
我们采用C语言对单片机进行编程,实现了小车的基本功能。
在编程过程中,我们遇到了许多挑战,如传感器数据处理、电机控制算法等。
通过查阅资料、反复调试,我们最终完成了编程任务。
4. 调试阶段调试阶段是检验实验成果的关键环节。
在调试过程中,我们对小车的各项功能进行了测试,包括避障、巡线、遥控等。
在测试过程中,我们发现了一些问题,如避障效果不稳定、巡线精度不高、遥控距离有限等。
针对这些问题,我们再次查阅资料、调整程序,逐步优化了小车的性能。
四、心得体会1. 理论与实践相结合本次实验让我深刻体会到了理论与实践相结合的重要性。
在实验过程中,我们不仅学习了理论知识,还通过实际操作,将所学知识应用于实践,提高了自己的动手能力。
2. 团队合作在实验过程中,我们充分发挥了团队合作精神。
在遇到问题时,我们互相帮助、共同探讨解决方案,最终完成了实验任务。
智能小车报告智能小车报告1、简介智能小车是一种能够自主导航、感知环境和执行任务的。
本报告将对智能小车的设计、功能及应用进行详细介绍。
2、设计原理2.1 传感器系统智能小车通过搭载各种传感器来感知环境,包括距离传感器、摄像头、陀螺仪等。
距离传感器用于测量与障碍物的距离,摄像头用于捕捉环境图像,陀螺仪用于测量车辆的姿态。
2.2 控制系统智能小车的控制系统由主控板和电机驱动器组成。
主控板接收传感器的输入并做出相应的决策,然后通过电机驱动器控制车辆的行动。
3、功能特点3.1 自主导航智能小车能够根据传感器提供的环境信息进行路径规划,并自主避开障碍物。
它可以通过避障算法和机器学习算法来实现智能导航。
3.2 视觉识别智能小车可以通过图像识别技术来识别不同的物体,并根据识别结果做出相应的决策。
例如,当识别到红绿灯时,智能小车能够根据信号灯的颜色做出停止或行驶的决策。
3.3 远程控制智能小车可以通过无线通信技术与外部设备进行远程控制。
用户可以通过方式应用程序或遥控器来控制车辆的行动。
4、应用领域4.1 物流仓储智能小车可以在仓库内自动化地运输货物,提高物流效率。
4.2 智能家居智能小车可以成为智能家居系统的一部分,为用户提供送餐、打扫卫生等服务。
4.3 环境监测智能小车可以携带各种传感器进行环境监测,例如监测空气质量、温度等。
5、附件本文档涉及的附件包括智能小车的设计图纸、控制系统电路图、以及相关的测试数据和实验结果。
6、法律名词及注释6.1是指具有自主感知、决策和执行能力的设备。
6.2 无人驾驶无人驾驶是指车辆能够在没有人类操控的情况下自动驾驶。
6.3 传感器传感器是指能够将物理量转换为电信号的设备,包括温度传感器、光传感器等。
6.4 机器学习机器学习是一种领域的技术,通过模型的训练和优化来使机器能够自动学习和改进。
智能小车项目报告
智能小车是一种使用微处理器控制的机器人机器,它可以根据环境中
的物理变化和信息自动行驶。
它具有很强的智能,能够根据不同环境变化
自动进行定向行驶,这大大提升了它的实用价值。
本报告主要介绍了智能
小车的构造及其功能等内容。
智能小车通常由微处理器、传感器、输入/输出装置和电机、轮子组成。
微处理器控制着整个系统的运行,传感器收集外部信息和向微处理器
反馈信息。
输入/输出装置和电机、轮子控制机器行动。
智能小车的功能是利用传感器收集外部环境信息,将信息转换为信号
传输给微处理器,经过微处理器的数据处理后,根据设定的参数调整电机
的转速,从而控制机器行动。
在不同的环境变化中,智能小车能够根据外
部环境条件自动定向行驶,并可以自主调整路线,避开障碍物。
智能小车的应用非常广泛。
它可以应用在自动研究、巡逻及跟踪检测、虚拟导游等领域。
它也可以用来做安全护卫或护卫。
它还可以用来进行工
业自动化,控制工业设备的运行,从而提升工业生产率。
总体而言,智能小车的开发是一项重要而复杂的工作,需要综合考虑
各种技术和装备的制作和控制。
随着科技的不断发展,智能化技术逐渐渗透到各个领域,智能小车作为人工智能技术在工业、农业、军事、医疗卫生和宇宙探测等领域的重要应用之一,受到了广泛关注。
为了更好地了解和掌握智能小车的相关知识,提高自身的实践能力,我参加了为期一个月的智能小车实习。
二、实习目的1. 学习智能小车的原理和设计方法,掌握智能小车的构造和性能。
2. 了解智能小车在各个领域的应用,提高自身的创新意识和实践能力。
3. 通过实际操作,培养团队协作精神和动手能力。
三、实习内容1. 智能小车基础知识学习实习初期,我们学习了智能小车的定义、分类、组成及工作原理。
智能小车主要由传感器、控制器、执行器、电源和通信模块等组成。
传感器负责收集环境信息,控制器根据收集到的信息进行决策,执行器执行控制器的决策,电源为整个系统提供能量,通信模块实现与其他设备或系统的数据交换。
2. 智能小车硬件设计在硬件设计方面,我们学习了传感器选型、电路设计、电机驱动和电源设计等。
传感器选型主要包括红外传感器、超声波传感器、光电传感器等;电路设计包括单片机电路、驱动电路和电源电路等;电机驱动主要采用L298N驱动模块;电源设计主要考虑电池容量、电压和电流等。
3. 智能小车软件设计软件设计是智能小车实现功能的关键环节。
我们学习了单片机编程语言C语言,掌握了中断、定时器、串口通信等编程技巧。
在软件设计过程中,我们实现了小车的前进、后退、左转、右转、循迹和避障等功能。
4. 智能小车系统集成与调试在系统集成与调试阶段,我们将硬件和软件相结合,完成了小车各个模块的连接和调试。
通过不断调整参数,使小车能够稳定运行,实现了预期的功能。
通过本次实习,我们成功设计并实现了一款基于AT89C52单片机的智能小车。
该小车具备以下功能:1. 循迹功能:小车能够自动跟随黑线前进,实现自动循迹。
2. 避障功能:小车能够检测到前方障碍物,自动避开障碍物。
3. 远程控制功能:通过蓝牙模块,可以实现手机远程控制小车的前进、后退、左转、右转等功能。
智能小车实验报告智能小车实验报告实验目的:掌握基本的电路连接方法,熟悉智能小车的组装方法,并能通过编程控制小车的运动。
实验器材:硬件:arduino开发板、直流电机、电池盒、轮胎、线材软件:Arduino IDE实验过程:1. 将直流电机连接到arduino开发板上,其中电机的正极连接至arduino开发板的13号引脚,负极连接至地(GND)引脚。
2. 将arduino开发板连接到电脑上,并在Arduino IDE中编写程序。
通过arduino开发板的13号引脚,控制电机的正反转,实现小车的前进和后退。
3. 将arduino开发板和直流电机连接至电池盒,通过电池盒为智能小车供电。
4. 完成以上步骤后,进行小车的组装工作。
将直流电机安装在小车轮胎上,确保轮胎能够自由旋转,并将轮胎连接至arduino开发板。
5. 验证智能小车的运动情况。
在Arduino IDE中,编写程序,通过13号引脚实现小车的前进和后退运动。
6. 对小车进行优化。
例如,增加超声波传感器,通过测量距离实时控制小车的运动方向和速度。
实验结果:经过以上步骤,我们成功搭建了智能小车,并通过编程控制其运动。
小车能够前进和后退。
在进行测试时,我们发现小车的运动速度较慢,且操作不够灵活。
因此,我们对小车进行了优化,增加了超声波传感器,通过测量距离来控制小车的运动方向和速度。
优化后的小车表现更好,运动更加灵活。
在遇到障碍物时,小车能够及时停下或改变方向,避免碰撞。
实验总结:通过本次实验,我们掌握了基本的电路连接方法,熟悉了智能小车的组装方法,并能通过编程控制小车的运动。
在实验的过程中,我们不仅学习到了硬件的组装和接线方法,还通过编程实现了小车的运动控制。
通过不断的实践和优化,我们不仅提高了对电路和编程知识的掌握程度,还培养了创新和解决问题的能力。
这对我们今后的学习和工作具有很大的帮助。
智能小汽车实验报告1. 引言智能小汽车是一种结合了先进的无线通信技术和人工智能算法的交通工具。
它可以自主感知环境、规划路径和执行动作,使得交通更加安全和高效。
本实验旨在通过实际操作智能小汽车来了解其工作原理和性能特点,以及学习相关的技术知识。
2. 实验目标本实验的主要目标有以下几点:1. 了解智能小汽车的组成结构和工作原理;2. 掌握智能小汽车的控制方法和调试技巧;3. 熟悉智能小汽车的环境感知和路径规划算法。
3. 实验步骤3.1 硬件连接首先,我们需要连接智能小汽车所需的硬件设备。
将智能小汽车的控制单元与传感器、执行器等设备进行适当的连接。
确保连接正确无误后,进行下一步操作。
3.2 软件配置在开始编写控制程序之前,我们需要对智能小汽车的软件环境进行配置。
根据实际情况,选择合适的开发工具和操作系统。
安装必要的驱动程序和支持库,并进行相应的设置。
3.3 控制程序编写编写智能小汽车的控制程序。
根据实验要求,选择合适的编程语言和开发平台。
利用所学知识,实现智能小汽车的基本功能,如前进、后退、转弯等。
同时,可以根据需要添加其他功能,如自动避障、跟踪等。
3.4 调试和测试在编写完控制程序后,我们需要对智能小汽车进行调试和测试。
利用模拟环境或者实际场景,测试智能小汽车的各项功能和性能。
检查控制程序是否存在问题,并进行必要的调整和优化。
3.5 总结和分析在完成调试和测试后,我们需要对实验结果进行总结和分析。
记录智能小汽车在各种情况下的行为和性能表现,并进行相应的评估。
比较实际结果和预期结果的差异,找出问题的原因和改进的方向。
4. 实验结果经过实验,我们得到了以下主要结果:1. 智能小汽车能够自主感知环境,包括障碍物、道路状况等;2. 智能小汽车能够根据感知结果进行路径规划,并做出相应的控制动作;3. 智能小汽车的控制程序能够良好地运行,并且能够适应不同的工作条件;4. 智能小汽车在某些特定情况下表现出较佳的性能,如避开障碍物、精确转弯等。
J I A N G S U U N I V E R S I T Y 蓝牙智能小车专业:测控技术与仪器班级:测控1301小组成员:何凯旋学号:1123 10 152016年 4月目录摘要 (1)第一章蓝牙智能小车简介 (2)第二章蓝牙智能小车机械结构 (3)第三章蓝牙智能小车电路 (5)3.1系统原理框图 (5)3.2 电机驱动模块 (5)3.3 信号检测模块 (6)3.3 主控电路模块 (6)第四章蓝牙智能小车软件结构 (8)4.1 主程序程序图 (9)4.2循迹流程图 (10)4.3 红外避障流程图 (12)4.4遇到的困难和解决办法 (15)第五章心得体会 (17)致谢 (17)摘要智能车辆作为现代社会的新产物,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,智能小车的研究和开发正成为广泛关注的焦点。
这次创新课程,我们小组主要对蓝牙智能小车进行设计,利用了循迹传感器实现了循迹功能,利用红外传感器实现了避障功能,并将循迹和避障功能结合起来,完成了小车循迹跑一周并避障。
关键词:蓝牙智能小车循迹传感器红外传感器循迹避障功能第一章蓝牙智能小车简介机器人可以分为三部分——传感器部分、控制器部分、执行器部分。
控制器部分:接收传感器部分传递过来的信号,并根据事前写入的决策系统(软件程序),来决定机器人对外部信号的反应,将控制信号发给执行器部分。
好比人的大脑。
执行器部分:驱动机器人做出各种行为,包括发出各种信号(点亮发光二极管、发出声音)的部分,并且可以根据控制器部分的信号调整自己的状态。
对机器人小车来说,最基本的就是轮子。
这部分就好比人的四肢一样。
传感器部分:机器人用来读取各种外部信号的传感器,以及控制机器人行动的各种开关。
好比人的眼睛、耳朵等感觉器官。
无线部分:用蓝牙从机的TTL接口接收信号反馈给单片机,还可以通过电脑的无线局域网网卡来控制路由器的TTL 串口来控制单片机的状态。
由于蓝牙模块容易得到且接口方便,电压可以用+5V 控制,携带方便,便于在小车上安装。
电机驱动:电机驱动需要大电流,较高的电压,考虑到单片机的负载能力,用L298N驱动模块来驱动电机,单片机输出逻辑信号控制L298N模块输出正反向电压,由此控制电机的正反转。
第二章蓝牙智能小车机械结构智能小车的机械结构主要由四部分组成:电源系统、电机驱动、主板系统和系统板系统。
下图具体介绍了小车各部分结构。
轮胎舵机稳定电源车灯控制接口红外发射器电源显示灯寻迹传感器四个红外接收传感器下载成功显示灯单片机蜂鸣器充电状态显示灯以下是主要部件的主要功能和用途:一、循迹传感器:一般用来识别黑白线,小车沿着这条黑白线行走,就需要循迹传感器原理:循迹传感器通常采用红外的方式,红外管发射出来的红外光通过地面(白色)反射回来,在接收管理收到信号,一旦碰到黑线,那么红外光都被吸收,接收管没有接收到信号,从而得知传感器是否压线:从而调整小车运行方向。
二、单片机或者微处理器:主要承担将软件部分所编好的程序加载到小车中,使小车可以按照自己的思路做出相应的变化。
三、舵机:它由外壳、电路板、无核心马达、齿轮与位置检测器所构成。
其工作原理是由接收机发出讯号给舵机,经由电路板上的 IC判断转动方向,再驱动无核心马达开始转动透过减速齿轮将动力传至摆臂,同时由位置检测器送回讯号,判断是否已经到达定位。
位置检测器其实就是可变电阻,当舵机转动时电阻值也会随之改变,藉由检测电阻值便可知转动的角度。
四、红外传感器:基本原理是利用物体的反射性质。
因为在一定范围内,如果没有障碍物,发射出去的红外线,因为传播距离越远而逐渐减弱,最后消失。
而如果有障碍物,红外线遇到障碍物,被反射到达传感器接收头。
传感器检测到这一信号就可以确认正前方有障碍物,并送给单片机,单片机通过输入内部的算法,协调小车两轮工作,从而完成躲避障碍物动作第三章蓝牙智能小车电路3.1系统原理框图小车是以STC12C5A60S2为主控制器。
开始由电脑或者手机发送蓝牙无线信号来启动并复位小车,由超声波传感器或红外光电传感器进行障碍检测,通过单片机控制小车行驶、显示、避障和调速。
智能车使用4WD驱动,以提高整车运动的平稳性;在智能车进驶过程中,采用双极式H型PWM脉宽调制技术实现快速、平稳地的调速;通过红外光电传感器实现自动避障,自动循迹等功能;最后通过蓝牙无线传输功能将智能车的行驶信息实时地传送给上位机,以实现实时监控功能。
当然也可通过蓝牙无线遥控来控制小车的行驶状态。
这就是本设计的总体设计思路。
3.2 电机驱动模块电机驱动一般采用桥式驱动,芯片内部集成了H桥式驱动电路,课通过单片机给与电路PWM信号来控制小车速度,起停等。
其驱动原理如图3-1所示。
图3-1 电机驱动原理图3.3 信号检测模块小车循迹原理是小车在有黑线的路面上行驶,由于黑线和白色地面对光线的反射系数不同,可根据接收到的反射光的强弱来判断黑线。
红外探测法,即利用红外线在不同颜色的物体表面具有不同的反射性质的特点,在小车行驶过程中不断向地面发射红外光,当红外遇到白色地面时发生漫反射,反射光被装在小车上的接收管接收;如果遇到黑线则红外光被吸收,则小车上的接收管接收不到信号,再通过比较强来采集高低电平,从而实现信号的检测。
避障的原理亦是如此。
信号检测原理如图3-2所示。
图3-2 信号检测原理图3.4 主控电路模块本模块主要是对采集信号进行分析,同时给出PWM波控制电机速度,起停,以及检测到障碍报警等作用。
其电路图如3-3所示。
图3-3 主控电路图第四章蓝牙智能小车软件结构在这次设计中,我们所用到的是LAD软件编程和串口助手。
LAD软件编程是一小众化的编程软件,利用它可以很好的对小车进行编程,该软件是一个简单有效的软件编程。
它里面包含条件选择模块,功能模块还有控制模块。
条件选择模块中包含单重选择、双重选择、循环、条件循环等,功能模块中包含定义变量、变量赋值、变量运算、调用模块、执行模块、程序注释、模拟信号采集及延时等,控制模块中包含很多:有速度控制、转向控制、数字输入/输出、串口发送/接收、红外发射及超声波模块等。
就是通过这些模块,让我们控制小车的循迹、避障、转向等,通过模块的调用和程序注释,使程序可读性更强,更方便理解和运用。
串口助手是一个可以根据小车的运动状态得到的串口数据的工具,这在控制小车的过程中帮了很大的忙。
开始使用传感器时,不知道传感器能否检测到信号,也不知道传感器的返回值,就可以利用串口助手来帮助我们看到串口的返回值,并且可以调试程序,发现程序的问题,直至成功利用传感器。
在本次智能小车设计中,我们让小车实现了循迹、避障等功能,其思路如以下流程图所示:4.1 主程序程序图主程序说明:主程序将寻迹和避障程序结合,在寻迹的过程中,如果发生了黑线上有障碍的情况,则进入避障程序,绕过障碍物。
4.2循迹流程图否是a1……a8>k 开始打开循迹开关检测返回值a1……a8检测到黑线 转向角度,控制速度结束寻迹程序:寻迹程序说明:首先打开寻迹传感器开关,然后将8个传感器的返回数值进行条件比较,当a1,a2,a3,a4,a5,a6,a7,a8大于给定的阈值的时候,则判断检测到了黑线,如果不满足大于阈值的条件的情况下,则为检测到了白色区域。
由于黑色寻迹线的区域的宽度为一厘米左右,那么就至少会有一个传感器,最多两个传感器检测到黑线,则判断每个传感器,最后再重新判断中间两个传感器的状态,然后得出最后的寻迹过程。
4.3 红外避障流程图开始打开红外开关接受返回值a否A=0?是转向和速度控制延时结束避障程序:避障程序说明:首先打开红外传感器开关,然后设定传感器返回数值,然后对传感器的数值进行判断,如果检测到前方出现障碍物,则返回数值为0,如果没有检测到障碍物,则返回数值为1。
由于我们的车检测到的距离比较短,因此我们设置了倒车的部分,以确保不会撞到障碍物,然后前进一段距离,通过障碍物。
4.4遇到的困难和解决办法在小车的前期制作过程中,我们首先研究了传感器的原理和使用方法,包括在网上查找资料,并且向老师提问等多个方面,了解寻迹传感器的工作方式及其软件实现。
但是蓝牙的下载方式相对比较麻烦,每次下载都会出现一定的问题,后来经过多次试验和实践总结出了蓝牙下载方式可能遇到的问题及解决方案:1、蓝牙适配器未连接:可能是蓝牙与电脑未连接,首先检查蓝牙是否接在电脑端口,如果已连接,则可以换电脑的其他端口尝试,因为可能会由于电脑的端口坏掉,最后就是检查是否安装了蓝牙驱动,驱动一般为自动安装;2、蓝牙小车无法连接:这个问题可能有多个原因(1)、小车电源未打开,这时要取消下载,打开小车的开关,待小车进入工作模式的情况下继续下载;(2)、小车的蓝牙接收端出现故障:这种可能性比较小,如果经过多次尝试,仍然不可以,则考虑使用有线下载方式或更换车模;(3)、可能是由于小车未进入工作时就进行了下载,这样是无法下载进入小车的程序的,推测单片机在初始化,无法进行下载工作。
(4)、检查串口助手等是否处于开启状态,其他端口处于占用状态,因为蓝牙的下载端口是单通道的,不能并用;(5)、有时候可以通过多次重新下载来最后实现下载。
程序下载成功后,就是进行传感器的调试和软件调试了:在调试过程中,寻迹传感器需要进行测量返回数值的检测,并且对返回数值进行分析。
这一步进行的还是比较顺利的,检测到寻迹传感器的白色的区域数值约为48左右,黑色线约为200左右,因此我们设定当检测到的变量大于阈值160的时候便检测到了黑色区域,但是在实际的车辆测试过程中,却发现小车在某些特殊的弯道会发生误判,并且冲出赛道,在不断的调试中找到了问题所在,原来地板之间的缝隙,返回数值也比较高,并且在160左右,然后我们加高了阈值,并且取得了较好的效果。
接下来就是对避障的功能调试了,本小车采用红外传感器进行避障功能的实现,红外传感器的原理是,当检测到前方一定距离有障碍的时候,返回数值0,没有障碍的时候,则返回数值1。
于是,我们首先测试了红外传感器是否可以使用,在软件中,我们设置了红外传感器的开关为常开,并且对返回数值进行串口发送,并且接收到返回数值。
然后我们对红外传感器进行了一定的配置,但是在实际操作过程中,小车会发生撞击障碍物的情况,这是因为我们检测到的障碍物距离车的距离太小,于是我们调节了车的速度,并且设置了倒车的过程,最终完成了避障功能,并且与小车的寻迹功能相结合。
在与其他组别交流过程中,我们发现,红外检测需要使用脉冲的形式完成,并且开关的延时时间加长,会发现红外检测的距离也会变远。
第五章心得体会致谢在学习中,老师严谨的治学态度、丰富渊博的知识、精益求精的工作态度以及侮人不倦的师者风范是我终生学习的楷模,老师们的高深精湛的造诣与严谨求实的治学精神,将永远激励着我。