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基于光电传感器的智能小车自动寻迹控制系统宁慧英【摘要】在智能车自动寻迹系统中,自动寻线、避障及速度控制是智能车自动寻迹控制的基本功能.用于检测路径引导线的光电传感器阵列采用发光二极管和光敏电阻制作,检测车速和障碍物的功能则采用反射式红外光电传感器FS-359F实现,采用单片机STC12C5A60S2作为控制器,通过PWM控制方式对驱动电机进行调速,并根据路面和车速信息进行转向控制.试验表明,采用上述光电传感器的智能小车寻迹控制系统实现了智能小车沿路径引导线自动避障行驶.系统体积小、成本低、性能稳定可靠.%In automatic rail guided system for Intelligent smallcar,automatic rail guidance,obstacle avoidance and car speed detection are three fundamental functions. The photoelectricity sensors array for path rail detection were made by optodiodes and optoresisters. The function of detecting speed and obstacle was realized by reflective optoelectric sensors FS0359F. The MCU STC12C5A60S2 were used as central control unit, which output PWM signals to adjust the speed of driving motors and control the moving direction of small car by road environment and car speed information. The experiments show that the automatic rail guided control system has realized automatic moving control with rail guidance and obstacle avoiding for the intelligent small car. It is a system of low cost,small size and stable fuction.【期刊名称】《仪表技术与传感器》【年(卷),期】2012(000)001【总页数】3页(P108-110)【关键词】智能车;光电传感器;自动寻迹控制【作者】宁慧英【作者单位】沈阳职业技术学院电气工程系,辽宁沈阳110045【正文语种】中文【中图分类】TP273.5;TP290 引言智能车又称轮式移动机器人，能够按预设模式在特定环境中自动移动，无需人工干预，可应用于科学勘探、现代物流等方面。
关键词：智能小车；控制系统；设计和实现1智能小车控制系统概述智能小车控制系统是一个综合、复杂的系统，其既有多种技术，也含有嵌入式的软件设备和硬件设备、图像识别、自动控制和电力传动、机械结构等技术知识，智能小车的控制系统主要是围绕嵌入式控制系统进行的，将其作为操控的中心，并借助计算机系统，最终完成自动造作和控制的过程[1]。
智能小车的控制系统流程图见图1所示。
2智能小车的设计和实现2.1智能小车的硬件设计硬件设计是保证智能小车平稳运行的必要条件，它关系着控制系统的精度和稳定性，因此在设计时需要用在模块化设计思想，该研究是通过采取硬件系统K60芯片作为核心控制器，并通过图像采集模块和电机、舵机驱动模块、测速模块、电源模块等组成硬件设计系统图，见图2。
首先，电源电路设计，该设计时智能小车的动力来源，为小车运行提供不断的电力，一般采取7.3V、容量为2000mAh的可充电型的镍铬电池作为电源，但是其不能直接为控制器传输电力，需要在转变电路后才可以进行传输。
转变电路可以保证控制器直接对电池内的电压进行调节，保证不同模块可以正常工作和运行，智能小车主要是依靠控制电力和电机驱动进行转变的。
其次是K60最小系统板，在设计时需要将K60的管脚部分做成最小系统的单独电路板，这样可以简化电路板的设计，促使调试更加顺利，K60系统板主要由K60芯片、复位电路、时钟电路、JTAG下载电路、电源滤波电路组成。
再其次是电机驱动电路，该电路是在集成芯片的驱动下进行的，可以为控制器更其他模块提供较大的电流最终集成电机驱动芯片，但是要特别注意这部分因为在电机驱动过程中有较大的分功率，会导致小车在进行调试时因为过大的电流导致小车电路发生堵塞现象，而使小车电路被烧毁，因此需要设计者避免这种现象，可以将驱动电路做成驱动板[2]。
最后是舵机接口电路。
在智能小车设计中，舵机主要保证小车可以顺利转向，因此舵机的运行电压、转向动作、转向速度都是需要考虑的因素，一般选择舵机时主要选择Futaba3010，选择供电电压为6V。
agv小车原理AGV小车原理。
AGV（Automated Guided Vehicle）是一种自动导引车，它能够在不需要人工操控的情况下，按照预设的路线和程序，完成货物的搬运和运输任务。
AGV小车是利用先进的导航技术和自动控制技术，实现对物料的自动搬运和运输，广泛应用于仓储、物流、生产线等领域。
本文将介绍AGV小车的原理及其工作过程。
AGV小车的原理主要包括导航系统、传感器系统、控制系统和动力系统。
首先是导航系统，AGV小车通常采用激光导航、磁导航、视觉导航等技术，通过地面标识、磁条、激光反射器等设备进行定位和导航。
其次是传感器系统，AGV小车配备了多种传感器，如激光传感器、红外传感器、超声波传感器等，用于检测障碍物、识别地标、测量距离等功能。
控制系统是AGV小车的大脑，通过预先设定的程序和算法，实现对小车的路径规划、速度控制、动作执行等功能。
最后是动力系统，AGV小车通常采用电池、超级电容等作为动力源，驱动车轮或履带进行运动。
AGV小车的工作过程一般包括路径规划、定位导航、障碍物避障、动作执行等步骤。
首先，根据任务需求和环境条件，系统对小车的路径进行规划，确定起点、终点和途经点等信息。
然后，小车利用导航系统进行定位和导航，沿着预设的路径行驶，同时通过传感器系统检测周围环境，避开障碍物。
在行驶过程中，控制系统实时监测小车的状态，调整速度和方向，确保安全和高效地完成任务。
最后，小车到达目的地后，根据任务要求执行相应的动作，如装卸货物、与设备对接等。
AGV小车的原理和工作过程决定了它具有高效、灵活、安全的特点。
相比传统的人工搬运和叉车搬运，AGV小车能够实现自动化操作，提高搬运效率，降低人力成本，减少货物损坏和事故风险。
同时，AGV小车还能够根据任务需求和环境变化，灵活调整路径和动作，适应不同的工作场景和任务要求。
总之，AGV小车是一种基于先进技术的自动化搬运设备，其原理和工作过程体现了先进的导航、传感、控制和动力技术。
广东职业技术学院毕业综合实践报告题目:单片机智能小车类型：设计类专业:应用电子技术（LED新型电光源）班级:xxx学生姓名:xxx指导教师:xxx完成时间:2016年6月摘要智能作为现代的新技术，是以后的发展方向，它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。
智能小车就是其中的一个体现。
智能小车，也称为轮式机器人，是一种以汽车电子为背景，涵盖智能控制、模式识别、传感技术、计算机、机械等多学科的科技创意性设计。
一般主要由路径识别、速度采集以及车速控制等模块组成。
本次设计的简易智能小车，采用STC89C51单片机作为小车的检测和主控芯片，充分利用了自动检测技术、单片机最小系统、液晶显示模块电路、串口无线通信，以及声光信号的控制、电机的驱动电路。
通过keil C软件编程，不断调试，最终实现小车的无线控制，壁障等功能。
关键词：智能小车，单片机，无线控制，壁障目录一引言 (3)1.1国外智能车辆研究现状 (3)1.2单片机智能小车发张前景 (3)二主控系统及驱动系统 (5)2.1系统架构 (5)2.2主控芯片的选择 (5)2.3驱动系统设计分析 (6)2.3.1电机及驱动芯片的选择 (6)2.3.2电机驱动模块 (7)2.4小结 (8)三无线控制系统 (8)3.1无线模块设计 (8)3.2通讯模块设计 (9)3.2.1蓝牙模块 (9)3.2.2接受发送数据子程序 (10)四壁障系统 (11)4.1壁障模块 (11)4.1.1超声波模块 (11)4.1.2红外传感器 (12)4.1.3壁障实现过程 (12)五温度传感系统 (14)5.1温度传感器简介 (14)5.2读温度子程序 (15)六液晶显示系统 (17)6.1LCD1602液晶显示屏简介 (17)6.1.1LCD1602引脚说明 (17)6.2LCD1602操作 (18)6.3LCD1602显示子程序 (19)七小车速度控制系统分析与设计 (21)7.1车速控制原理 (21)7.2车速控制子程序 (21)八智能小车流程图 (1923)8.1流程图 (23)九调试与总结 (24)致谢 (25)参考文献 (26)附录 (267)一引言1.1国外智能车辆研究现状国外智能车辆的研究历史较长，始于上世纪50年代。
智能小车的路径识别问题摘要：智能小车路径识别技术是系统进行控制的前提，介绍了路径识别技术的几种分类及相应的优缺点，通过分析得出面阵CCD摄像更适合作为采集信息的工具。
关键词：智能小车；路径识别；面阵CCD摄像器件Abstract: Smart car’s path recognition technology is the premise of the control system, this paper introduces the path of several classification and recognition technology, through the analysis of the advantages and disadvantages of the corresponding to array CCD camera is more suitable for gathering information as the tool.Key words:smart car; Path recognition; Surface array CCD camera device0 引言：为培养大学生的自主创新设计的能力，各大高校都设置了智能车比赛，智能小车行驶在给定的白色路面，由中间的黑色轨迹线引导，实现自主循迹功能。
实现该功能的小车主要由电源模块、循迹模块、单片机模块、舵机模块、后轮电机驱动模块组成。
路径模块一般由ATD模块，外围芯片和电路，与路面信息获取模块组成，要能够快速准确得进行路径识别检测及相关循迹算法研究，本文就这两个方面进行相应的分析和介绍。
1 光电传感器1.1 反射式红外发射接收器半导体受到光照时会产生电子-空穴对，是导电性能增强，光线愈强，阻值愈低。
这种光照后电阻率变化的现象称为光电导效应[1]，用于路径检测的反射式红外光电传感器基于此原理设计。
该传感器一般由一个红外线发射二极管和一个光电二极管组成，可以发射并检测到反射目的光线。
智能循迹小车倒车入库引言智能循迹小车是一种能够自动识别道路并根据设定的路线进行行驶的小型车辆。
倒车入库是指将车辆倒车并精确停放在指定的停车位中。
本文档旨在介绍智能循迹小车倒车入库的原理和实现方法。
1. 倒车入库原理智能循迹小车倒车入库的原理是通过车载传感器感知车辆周围环境，并采用适应性控制算法实现自动控制。
以下是倒车入库的基本原理：1.环境感知：智能循迹小车通过车载传感器感知车辆周围的环境，其中包括距离传感器、红外线传感器、摄像头等。
2.路径规划：基于环境感知的数据，智能循迹小车使用路径规划算法确定最佳的倒车入库路径。
3.车辆控制：智能循迹小车根据路径规划的结果，自动控制转向、加速、减速等操作，实现精确的倒车入库。
2. 倒车入库实现方法2.1 环境感知智能循迹小车通过各种传感器感知车辆周围环境的方式有很多种，下面介绍其中几种常用的方式：•距离传感器：距离传感器可以通过测量与障碍物的距离来感知周围环境。
常用的距离传感器有超声波传感器和红外线传感器。
•摄像头：摄像头可以通过拍摄车辆周围的图像来感知周围环境。
借助计算机视觉技术，可以对图像进行分析和处理，从而实现车辆位置和障碍物识别。
•惯性导航传感器：惯性导航传感器可以测量车辆加速度、角速度等信息，从而推断车辆的位置和姿态。
2.2 路径规划路径规划是智能循迹小车倒车入库的关键步骤，通常可以采用以下几种方法：•基于传感器数据的拟合方法：通过分析和处理传感器数据，可以将倒车入库路径拟合为一条曲线或多段直线，从而确定车辆的转向和行驶距离。
•基于图像处理的算法：利用摄像头拍摄的图像，可以提取道路和停车位的特征，并采用计算机视觉算法实现路径规划。
•基于模型预测控制的方法：利用数学模型对车辆的运动进行预测，然后根据目标位置和限制条件，确定最佳的行驶策略。
2.3 车辆控制车辆控制是智能循迹小车倒车入库的核心部分，常用的控制方法有以下几种：•转向控制：通过控制车辆前轮转向角度，实现车辆的转向操作。
智能小车控制在当今科技飞速发展的时代，智能小车的出现为我们的生活带来了诸多便利和创新。
智能小车不仅是科技爱好者的热门研究对象，也在工业、物流、医疗等领域有着广泛的应用前景。
那么，究竟什么是智能小车控制？它又是如何实现的呢？智能小车，简单来说，就是能够自主感知环境、做出决策并执行动作的小型车辆。
而控制智能小车的关键就在于让它能够准确地理解周围的情况，并根据预设的目标和规则进行有效的行动。
要实现智能小车的控制，首先需要一套完善的硬件系统。
这包括电源模块，为整个小车提供稳定的电力支持；传感器模块，如同小车的“眼睛”和“耳朵”，能够感知周围的环境信息，比如距离、光线、温度等；控制器模块，相当于小车的“大脑”，负责处理传感器传来的数据并做出决策；驱动模块，好比小车的“肌肉”，将控制器的指令转化为实际的动作，驱动车轮转动。
传感器在智能小车控制中起着至关重要的作用。
常见的传感器有超声波传感器，它通过发射和接收超声波来测量与障碍物的距离，帮助小车避免碰撞；红外传感器，能够检测物体的存在和位置；还有摄像头传感器，可以获取更丰富的图像信息，用于路径识别和目标跟踪。
控制器则是智能小车的核心处理单元。
常见的控制器有单片机，如Arduino、STM32 等。
这些单片机具有强大的计算能力和丰富的接口，可以方便地与各种传感器和驱动设备连接。
控制器根据传感器采集到的数据，运行预先编写好的控制算法，生成相应的控制指令。
控制算法是智能小车实现智能控制的灵魂。
常见的控制算法包括PID 控制算法、模糊控制算法和基于机器学习的控制算法等。
PID 控制算法是一种经典的控制算法，它通过比例（P）、积分（I）和微分（D）三个环节的组合来调整控制量。
比例环节根据偏差的大小直接产生控制作用，偏差越大，控制作用越强；积分环节用于消除系统的稳态误差；微分环节则根据偏差的变化率提前预测系统的变化趋势，从而提高系统的稳定性和响应速度。
PID 控制算法简单易用，在很多智能小车的控制中都得到了广泛应用。
一、实验目的随着科技的不断发展，智能汽车已经成为汽车行业的重要发展方向。
本实验旨在通过设计和制作一款智能汽车，让学生深入了解智能汽车的工作原理、控制系统以及相关技术，提高学生的创新能力和实践能力。
二、实验原理智能汽车是一种集成了传感器、控制器、执行器等部件的汽车，能够通过感知周围环境，自主规划行驶路径，实现自动驾驶。
本实验以循迹小车为基础，通过摄像头采集图像信息，利用图像处理技术识别道路线，进而控制小车行驶。
三、实验器材1. 循迹小车模型车2. MC68S912DG128微控制器3. CMOS摄像头4. 电机驱动模块5. 舵机6. 电池7. 电源线8. 连接线9. 实验台四、实验步骤1. 硬件连接将MC68S912DG128微控制器、CMOS摄像头、电机驱动模块、舵机等硬件设备连接到循迹小车模型车上，确保各部件之间连接牢固。
2. 系统设计（1）系统分析：分析智能汽车的功能需求，包括循迹、避障、速度控制等。
（2）系统设计：根据系统分析，设计智能汽车的结构和控制系统。
（3）硬件电路设计：设计微控制器、摄像头、电机驱动模块、舵机等硬件电路。
（4）软件设计：编写微控制器程序，实现循迹、避障、速度控制等功能。
3. 系统调试（1）调试摄像头：调整摄像头角度，使其能够捕捉到道路线。
（2）调试循迹：调整循迹算法，使小车能够准确跟随道路线行驶。
（3）调试避障：调整避障算法，使小车能够避开障碍物。
（4）调试速度控制：调整速度控制算法，使小车能够稳定行驶。
4. 实验验证在实验台上进行实验，验证智能汽车各项功能的实现情况。
五、实验结果与分析1. 循迹实验：小车能够准确跟随道路线行驶，实现循迹功能。
2. 避障实验：小车能够检测到前方障碍物，并绕行通过。
3. 速度控制实验：小车能够根据设定的速度行驶，实现速度控制功能。
4. 系统稳定性实验：小车在行驶过程中，能够保持稳定的姿态，不会出现失控现象。
六、实验总结通过本次实验，我们成功制作了一款智能汽车，实现了循迹、避障、速度控制等功能。
