红外线智能避障小汽车

一、实训目的本次实训旨在让学生了解红外线避障技术的原理，掌握红外线避障小车的制作方法，培养学生的动手能力、实践能力和创新精神。

二、实训内容1. 红外线避障原理红外线避障技术是利用红外线发射器和接收器检测前方障碍物，并根据距离调整小车行驶速度和方向的技术。

当红外线发射器发出的红外线遇到障碍物时，部分红外线会被反射回来，被接收器接收，从而实现避障功能。

2. 红外线避障小车制作（1）材料与工具材料：红外线发射器、红外线接收器、STC89C52单片机、电机驱动模块、电源模块、车轮、支架等。

工具：万用表、焊接工具、电烙铁、线路板等。

（2）制作步骤① 设计电路图：根据红外线避障原理，设计电路图，确定各元器件的连接方式。

② 制作线路板：根据电路图，制作线路板，并进行元器件焊接。

③ 安装元器件：将红外线发射器、接收器、单片机、电机驱动模块等元器件安装在车体上。

④ 编写程序：编写单片机程序，实现红外线避障功能。

⑤ 调试与测试：调试程序，测试小车避障效果。

三、实训过程1. 学习红外线避障原理，了解红外线发射器和接收器的工作原理。

2. 根据红外线避障原理，设计电路图，确定元器件连接方式。

3. 制作线路板，进行元器件焊接。

4. 编写单片机程序，实现红外线避障功能。

5. 调试程序，测试小车避障效果。

四、实训结果与分析1. 实训结果通过本次实训，成功制作了一台红外线避障小车，小车能够根据前方障碍物的距离调整行驶速度和方向，实现避障功能。

2. 分析（1）红外线避障原理：红外线避障技术利用红外线发射器和接收器检测前方障碍物，当红外线遇到障碍物时，部分红外线会被反射回来，被接收器接收，从而实现避障功能。

（2）电路设计：电路设计合理，元器件连接正确，程序编写正确，实现了红外线避障功能。

（3）程序调试：程序调试过程中，发现问题并及时解决，提高了小车避障效果。

五、实训总结1. 通过本次实训，使学生掌握了红外线避障技术的原理和制作方法。

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
避障小车是一种能够自主避免障碍物的智能车辆，其原理在于使用多个传感器来感知周围环境，然后根据传感器的反馈进行决策和控制。

首先，避障小车通常会搭载红外线传感器或超声波传感器，这些传感器能够测量到前方障碍物离小车的距离。

通过读取传感器的数据，小车可以得知前方是否存在障碍物以及距离障碍物的距离。

接下来，小车会根据传感器的数据进行决策。

如果传感器检测到前方有障碍物并且距离较近，小车就需要采取避让策略。

常见的避让策略包括停车、后退、向左或向右转向等。

这些决策通常是通过嵌入式系统中的逻辑电路或者控制算法实现的，可以根据不同的情况进行相应的操作。

最后，小车会根据决策的结果进行控制，以实现避障的目标。

例如，如果决策是向左转向，则小车会通过电机控制左轮向前转动，从而实现左转的动作。

通过控制车轮的旋转方向和速度，小车可以在避开障碍物的同时保持前进的方向。

除了红外线传感器和超声波传感器外，还有其他一些传感器也可以用于避障小车，例如激光雷达和摄像头等。

这些传感器能够提供更为精确的环境感知数据，从而使小车能够更准确地判断障碍物的位置和形状，进而做出更合理的避让决策。

总体来说，避障小车的原理是通过感知、决策和控制三个步骤
来实现自主避障。

这种技术可以广泛应用于无人驾驶汽车、机器人以及其他需要自主避障功能的智能设备中。

红外避障小车实验报告一、实验简介在本实验中，我们在“创意之星”模块化学习套件所提供的机械构件基础上，组装出四轮驱动式小车结构。

利用机器人的控制器和系统程序，通过多传感器融合技术结合逻辑判断算法对智能小车的运行状态进行实时调控，最终实现自主探路、判断及选择正确的行进路线功能，完成自主躲避障碍物的任务。

二、实验目的（1）掌握基本构型和传感器的安装方法，并能搭建出能完成一定功能的机器人，利用创意之星组件，进行避障小车的组装，调试，利用红外传感器进行路障感应，完成避障功能。

（2）会用控制器联机调试舵机工作状态，会查询各种传感器的数据。

（3）通过 NorthStar 的流程图功能，实现简单的逻辑控制（4）能通过编程实现智能小车自主躲避障碍物的功能（5）对避障小车的避障原理有充分的理解，掌握其避障的方法，能够对实验过程中出现的问题进行解决，发现问题，解决问题。

三、实验器材计算机（ 1 台）；标准版控制器（ 1 个）；红外接近传感器（ 2 个）；红外测距传感器（ 1 个）；直流电源（ 1 个）；充电器（ 1 个）；数字舵机（ 4 个）；多功能调试器（ 1 个）；轮子（ 4 个）；螺丝刀（ 1 个）； KD （ 4 个）； L3-1 （ 4 个）； U3H （ 5 个）；I7 （ 1 个）；螺丝和垫片（若干）四、实验原理利用红外传感器，其优点是对近距离的障碍物反应速度灵敏，不同方位的传感器之间信号不会相互干扰，最终选择红外传感器作为小车的眼睛，进行避障。

由于本次实验小车轮子没有实现转弯功能，所以通过设定左右两组轮子的不同前进速度来实现转弯功能。

当向右转时，左侧轮子的速度要比右侧轮子的前进速度快，反之实现左转功能，此设计需小心谨慎，防止出现轮子不同步，无法实现转弯功能。

五、实验内容（ 1 ）搭建智能小车，掌握基本构型的组装方法，主要包括舵机和轮子的连接、传感器的安装以及舵机和传感器的接线（ 2 ）通过编程控制智能小车的前进、后退、变速以及转向（ 3 ）将控制策略的流程图用真正的程序语言实现，并下载到控制器上，实现智能小车自主躲避障碍物的功能六、程序设计1.程序流程图当前方没有障碍物的的时候车就一直直走。

智能小车红外避障原理
红外避障原理是利用红外线探测传感器检测车辆前方物体的距离，从而避免碰撞。

红外线探测传感器是一种能够感知物体距离的传感器，它可以将前方物体反射回来的红外线信号转化为电信号，从而实现对前方距离的测量。

在智能小车中，通常会使用多个红外线探测传感器分别放置在车体前方的左右两侧以及正前方。

当有障碍物出现在传感器的探测范围内时，传感器会感知到物体的距离并将信号传回中央处理器。

中央处理器会根据传感器的信号控制车体转向或停止行驶，从而实现避开障碍物的目的。

除了红外线探测传感器，智能小车还可以搭载其他类型的传感器，如超声波传感器、激光雷达等，以实现更加精准的避障功能。

总之，红外避障原理是智能小车实现自主行驶的重要手段之一，它可以使车辆在遇到障碍物时迅速反应并避开，从而保障了智能小车的安全性和稳定性。

- 1 -。

智能循迹避障小车智能循迹避障小车---1. 引言智能循迹避障小车是一种能够根据环境中的信息自主移动的车辆，通过具备循迹和避障的能力，能够在不需要人工干预的情况下自主导航。

这种小车通常使用各种传感器来感知周围环境，使用算法来处理感知数据，并根据处理结果做出移动决策。

本文将介绍智能循迹避障小车的原理、设计和应用。

2. 原理智能循迹避障小车的原理主要包括感知、决策和执行三个部分。

2.1 感知感知是指小车通过各种传感器感知周围环境的过程。

常用的传感器包括红外线传感器、超声波传感器和摄像头等。

红外线传感器可以用来检测前方是否有障碍物，超声波传感器可以用来测量障碍物的距离，摄像头可以用来获取场景图像。

通过这些传感器，小车可以获得关于障碍物位置、距离和形状等信息。

2.2 决策决策是指小车根据感知到的环境信息做出移动决策的过程。

在决策过程中，通常会使用机器学习算法进行数据分析和模式识别，以便更准确地判断障碍物的位置和形状，并制定相应的移动策略。

例如，如果感知到前方有障碍物，小车可以选择绕过障碍物或者停下来等待。

2.3 执行执行是指小车根据决策结果执行相应的移动动作的过程。

根据决策结果，小车可以通过调整轮速或者改变行驶方向的方式来避开障碍物。

利用电机和轮子的组合，小车可以实现前进、后退、转向等多种运动。

3. 设计智能循迹避障小车的设计包括硬件设计和软件设计两个方面。

3.1 硬件设计硬件设计主要包括选取合适的传感器和执行器，并搭建相应的电子电路。

可以选择使用Arduino等单片机作为控制中心，连接红外线传感器、超声波传感器、摄像头以及电机和轮子等组件。

通过编程控制各个组件之间的通信和协作，实现小车的感知、决策和执行功能。

3.2 软件设计软件设计主要包括对传感器数据的处理和决策算法的实现。

可以使用C/C++等编程语言编写程序，通过读取传感器数据、分析数据并做出相应的决策。

常用的算法包括机器学习、图像处理和路径规划等。

智能避障小车试验报告与总结专业班级：12自动化-3******学号：**********随着科学技术的发展，机器人的感觉传感器种类越来越多，其中视觉传感器成为自动行走和驾驶的重要部件。

视觉的典型应用领域为自主式智能导航系统，对于视觉的各种技术而言图像处理技术已相当发达，而基于图像的理解技术还很落后，机器视觉需要通过大量的运算也只能识别一些结构化环境简单的目标。

视觉传感器的核心器件是摄像管或CCD，目前的CCD已能做到自动聚焦。

但CCD传感器的价格、体积和使用方式上并不占优势，因此在不要求清晰图像只需要粗略感觉的系统中考虑使用接近觉传感器是一种实用有效的方法。

STC12C5A60S2/AD/PWM系列单片机是宏晶科技生产的单时钟/机器周期(1T)的单片机，是高速/低功耗/超强抗干扰的新一代8051单片机，指令代码完全兼容传统8051,但速度快8-12倍。

内部集成MAX810专用复位电路,2路PWM,8路速10位A/D转换(250K/S),针对电机控制，强干扰场合。

我们采用的就是STC12C5A60S2这种单片机。

避障系统可以采用反射式光电开关或者超声波传感器对前方的障碍物进行检测，前者结构简单，应用方便灵活，但不能获知障碍物与小车间的具体距离；后者结构复杂，但可以测得障碍物与小车间的直线距离。

本系统采用反射式光电开关E3F-DS10C4来检测障碍物。

E3F-DS10C4是漫反射式光电开关，NPN三线输出方式，三线分别为电源线、输出线、地线。

它的灵敏度也可以调节，检测距离比较远，可以达到20cm。

红外发射管，发射50hz调制的38k信号。

当遇到障碍物时，发生漫反射，红外接收头接收到这一信号时，输出端输出50hz的信号。

判断这一信号，即可判断，遇到了障碍物。

避障传感器基本原理，利用物体的反射性质。

在一定范围内，如果没有障碍物，发射出去红外线，因为传播距离越远而逐渐减弱，最后消失，或者反射回来的光很弱时，输出端呈低电平光电开关的检测不受外界干扰。

智能小车避障模块原理
智能小车避障模块主要分为以下几个部分：传感器、控制器和执
行器。

1.传感器：
智能小车避障模块的传感器可以采用红外线、超声波等不同原理。

传
感器主要用于检测小车周围的环境，如有无障碍物，障碍物的距离等。

2.控制器：
智能小车避障模块的控制器是整个系统的中心，其作用是接收传感器
检测到的信息，并根据预设的程序和算法，控制小车的转向和速度等
行动。

3.执行器：
智能小车避障模块的执行器可以是电机、舵机等。

通过控制器的指令，执行器可以实现小车的具体动作。

工作原理：
当智能小车运行时，传感器会不断地检测周围环境是否有障碍物。

当
传感器检测到有障碍物时，传感器会将检测到的信息发送到控制器。

控制器根据预设的程序和算法，对小车进行控制，实现避障的操作。

具体来说，根据障碍物距离的远近，控制器会调整小车的速度和转向。

当障碍物离小车较远时，小车会加速前行；当障碍物离小车较近时，
小车会减速或转向避开障碍物。

最终实现小车的智能避障功能。

第一章绪论1.1 引言自第一台工业机器人诞生以来，机器人的发展已经遍及机械、电子、冶金、交通、宇航、国防等领域。

近年来机器人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。

由于在科学探索和紧急抢险中经常会遇到对与一些危险或人类不能直接到达的地域的探测，这些就需要用机器人来完成。

随着科技的发展，对于未知空间和人类所不能直接到达的地域的探索逐步成为热门，这就使机器人的自动避障有了重大的意义。

而在机器人在复杂地形中行进时自动避障是一项必不可少也是最基本的功能，因此，自动避障系统的研发就应运而生。

自动避障小车可以作为地域探索机器人和紧急抢险机器人的运动系统，让机器人在行进中自动避过障碍物，所以我们的自动避障小车就是基于这一目标而设计的的，该智能小车可以作为机器人的典型代表，它可以分为三大组成部分：传感器检测部分、执行部分、CPU，本次的设计中采用的技术主要有通过编程来控制小车的速度、传感器的有效应用、新型芯片的采用等等。

智能作为现代的新发明，是以后的发展方向，他可以按照预先设定的模式在一个环境里自动的运作，不需要人为的管理，可应用于科学勘探等等的用途。

所以我们的机器人不仅仅可以实现自动避障功能，还可以扩到展循迹等功能，感知导引线和障碍物等多个方面。

1.2 设计任务1.2.1 设计思想本系统要求自行设计制作一个智能小车，该小车在前进的过程中能够检测到前方障碍并自动避开，达到避障的效果。

我的设计思想是采用C8051F310单片机为控制核心，利用位置传感器检测道路上的障碍，通过采集数据并处理后由单片机产生PWM波驱动直流电机对车进行转向和行动控制，控制电动小汽车的自动避障，快慢速行驶，以及自动停车。

1.2.2 功能概述根据题目中的设计要求，本系统主要由微控制器模块、避障模块、直流电机及其驱动模块电源模块等构成。

本系统的方框图如图1-2-2所示：图1-1 系统方框图微控制器模块：通过采用C8051F310作为微控制器接受传感器部分收集到的外部信息进行处理，并将结果输出到电机驱动模块控制电机运行。