智能巡线小车设计报告样本

智能循迹小车___设计报告设计报告：智能循迹小车一、设计背景智能循迹小车是一种能够通过感知地面上的线条进行导航的小型机器人。

循迹小车可以应用于许多领域，如仓库管理、物流配送、家庭服务等。

本设计旨在开发一款功能强大、性能稳定的智能循迹小车，以满足不同领域的需求。

二、设计目标1.实现循迹功能：小车能够准确地识别地面上的线条，并按照线条进行导航。

2.提供远程控制功能：用户可以通过无线遥控器对小车进行控制，包括前进、后退、转向等操作。

3.具备避障功能：小车能够识别和避开遇到的障碍物，确保行驶安全。

4.具备环境感知功能：小车能够感知周围环境，包括温度、湿度、光照等参数，并将数据传输给用户端。

5.高稳定性和可靠性：设计小车的硬件和软件应具备较高的稳定性和可靠性，以保证长时间的工作和使用。

三、设计方案1.硬件设计：(1) 采用Arduino控制器作为主控制单元，与传感器、驱动器等硬件模块进行连接和交互。

(2)使用红外传感器作为循迹传感器，通过检测地面上的线条来实现循迹功能。

(3)使用超声波传感器来检测小车前方的障碍物，以实现避障功能。

(4)添加温湿度传感器和光照传感器，以提供环境感知功能。

(5)将无线模块与控制器连接，以实现远程控制功能。

2.软件设计：(1) 使用Arduino编程语言进行程序设计，编写循迹、避障和远程控制的算法。

(2)设计用户界面，通过无线模块将控制信号发送给小车，实现远程控制。

(3)编写数据传输和处理的程序，将环境感知数据发送到用户端进行显示和分析。

四、实施计划1.硬件搭建：按照设计方案中的硬件模块需求，选购所需元件并进行搭建。

2.软件开发：根据设计方案中的软件设计需求，编写相应的程序并进行测试。

3.功能调试：对小车的循迹、避障、远程控制和环境感知功能进行调试和优化。

4.性能测试：使用不同场景和材料的线条进行测试，验证小车的循迹性能。

5.用户界面开发：设计用户端的界面，并完成与小车的远程控制功能的对接。

智能巡线小车设计报告分解设计背景：随着科技的发展和智能化技术的逐渐成熟，智能巡线小车在日常生活中的应用越来越广泛。

智能巡线小车可以通过线路检测和跟踪，自主地进行路径规划和运动控制，具有很强的适应性和灵活性。

因此，为了满足实际需求，本设计实现了一款智能巡线小车。

设计目标：本设计的目标是设计一款具有自动巡线功能的小型车辆。

该小车能够通过感应器检测地面上的线路，并根据线路的走向进行自主行驶，同时具有避障功能。

设计思路：1.硬件设计：（1）车体设计：选择合适的车体结构和材料，确保小车的稳定性和耐用性。

（2）传感器：使用红外传感器和摄像头等传感器，对地面上的线路进行检测，并能够识别并跟踪线路。

（3）电池和电源：选择适合的电池和电源，以提供足够的电能供应小车运行。

2.软件设计：（1）线路检测与跟踪算法：通过传感器检测并识别线路，使用图像处理技术对线路进行跟踪，并实现路径规划。

（2）运动控制算法：根据检测到的线路走向，控制小车的轮子进行相应的转向，以达到自主巡线的效果。

（3）避障算法：利用传感器检测小车前方障碍物，并根据检测结果进行转向或停止等控制策略，以避免碰撞。

设计实施步骤：1.搭建硬件平台：选择合适的车体结构和材料，安装传感器和电池等硬件设备。

2.编写线路检测与跟踪算法：使用图像处理技术，实现识别和跟踪线路的算法，并设计路径规划算法。

3.编写运动控制算法：根据线路检测结果，实现小车的运动控制算法，控制轮子的转向。

4.设计避障算法：利用传感器检测障碍物，编写相应的避障算法，实现自动避障功能。

5.调试与优化：在实际测试中，对小车进行调试，并根据测试结果对算法进行优化。

设计预期结果：通过硬件和软件的配合，预期实现一款具有自动巡线和避障功能的智能小车。

小车能够自主进行线路检测和跟踪，根据检测结果进行路径规划和运动控制，同时能够避开前方的障碍物。

总结：本设计报告介绍了一款智能巡线小车的设计思路和实施步骤。

通过合理搭建硬件平台，编写相应的软件算法，预期实现一款功能齐全的智能巡线小车。

智能循迹小车课程设计报告一、课程设计目标：本次智能循迹小车课程设计的目标是让学生了解智能硬件的基础知识，掌握基本电子元器件的原理及使用方法，学习控制系统的组成和运行原理，并通过实践操作设计出一款功能齐全的智能循迹小车。

二、课程设计内容及步骤：1. 调研与分析——首先要对市面上现有的智能循迹小车进行调研与分析，了解各种类型的循迹小车的特点和优缺点，为后续的设计提供参考。

2. 硬件选型——根据课程设计目标和实际需要，选择合适的主控芯片、电子元器件和传感器等硬件。

3. 原理图设计——根据硬件选型，设计出对应的原理图，并在硬件上进行布局与焊接。

4. 程序设计——先在电路板上测试硬件是否正常，随后进行程序设计，根据传感器的反馈控制小车的运动，让小车能够沿着黑线自动循迹行驶，同时加入避障功能和自动寻迹功能。

5. 调试与优化——完成程序设计后，要对小车进行全面验收测试，发现问题及时解决并优化相关程序。

三、设计思路：本次课程设计基于树莓派电路板，利用循迹模块实现小车的自动循迹和自动寻迹。

同时将超声波模块结合避障算法实现小车的自动避障。

小车的外壳采用3D打印技术制作，操作简单实用。

四、课程设计效果：通过本课程设计，学生们从理论到实践，了解了智能硬件的基础知识，掌握了基本电子元器件的原理及使用方法，学习了控制系统的组成和运行原理。

同时，实践操作过程中，学生们培养了动手能力和实际操作的技能。

通过制作一台智能循迹小车，学生们对智能硬件的认识更加深入，并获得了较高的设计满足感。

五、课程设计展望：智能循迹小车是智能硬件应用领域的一项重要发明，具有广泛的应用前景。

未来，可以将循迹小车应用于快递、物流等行业，实现自动化送货、配送。

同时可以将遥控技术与循迹技术相结合，设计出更加高效、实用的智能循迹小车，推动智能化生产和工作环境。

智能循迹小车设计专业：自动化班级： 0804班姓名：指导老师：2010年8月—-2010年10月摘要：本课题是基于AT89C52单片机的智能小车的设计与实现，小车完成的主要功能是能够自主识别黑色引导线并根据黑线走向实现快速稳定的寻线行驶。

小车系统以 AT89S52 单片机为系统控制处理器; 采用红外传感获取赛道的信息，来对小车的方向和速度进行控制.此外，对整个控制软件进行设计和程序的编制以及程序的调试，并最终完成软件和硬件的融合，实现小车的预期功能。

引言当今世界,传感器技术和自动控制技术正在飞速发展，机械、电气和电子信息已经不再明显分家，自动控制在工业领域中的地位已经越来越重要，“智能”这个词也已经成为了热门词汇。

现在国外的自动控制和传感器技术已经达到了很高的水平，特别是日本,比如日本本田制作的机器人,其仿人双足行走已经做得十分逼真，而且具有一定的学习能力，还据说其智商已达到6岁儿童的水平。

作为机械行业的代表产品—汽车，其与电子信息产业的融合速度也显著提高，呈现出两个明显的特点:一是电子装置占汽车整车（特别是轿车)的价值量比例逐步提高,汽车将由以机械产品为主向高级的机电一体化方向发展,汽车电子产业也很有可能成为依托整车制造业和用车提升配置而快速成为新的增长点；二是汽车开始向电子化、多媒体化和智能化方向发展,使其不仅作为一种代步工具、同时能具有交通、娱乐、办公和通讯等多种功能。

无容置疑，机电一体化人才的培养不论是在国外还是国内，都开始重视起来，主要表现在大学生的各种大型的创新比赛,比如:亚洲广播电视联盟亚太地区机器人大赛（ABU ROBCON)、全国大学生“飞思卡尔”杯智能汽车竞赛等众多重要竞赛都能很好的培养大学生对于机电一体化的兴趣与强化机电一体化的相关知识。

但很现实的状况是，国内不论是在机械还是电气领域，与国外的差距还是很明显的，所以作为机电一体化学生,必须加倍努力，为逐步赶上国外先进水平并超过之而努力。

智能循迹小车实验报告第一篇：智能循迹小车实验报告摘要本设计主要有单片机模块、传感器模块、电机驱动模块以及电源模块组成，小车具有自主寻迹的功能。

本次设计采用STC公司的89C52单片机作为控制芯片，传感器模块采用红外光电对管和比较器实现，能够轻松识别黑白两色路面，同时具有抗环境干扰能力，电机模块由L298N芯片和两个直流电机构成，组成了智能车的动力系统，电源采用7.2V的直流电池，经过系统组装，从而实现了小车的自动循迹的功能。

关键词智能小车单片机红外光对管 STC89C52 L298N 1 绪论随着科学技术的发展，机器人的设计越来越精细，功能越来越复杂，智能小车作为其的一个分支，也在不断发展。

在近几年的电子设计大赛中，关于小车的智能化功能的实现也多种多样，因此本次我们也打算设计一智能小车，使其能自动识别预制道路，按照设计的道路自行寻迹。

设计任务与要求采用MCS-51单片机为控制芯片（也可采用其他的芯片），红外对管为识别器件、步进电机为行进部件，设计出一个能够识别以白底为道路色，宽度10mm左右的黑色胶带制作的不规则的封闭曲线为引导轨迹并能沿该轨迹行进的智能寻迹机器小车。

方案设计与方案选择3.1 硬件部分可分为四个模块：单片机模块、传感器模块、电机驱动模块以及电源模块。

3.1.1 单片机模块为小车运行的核心部件，起控制小车的所有运行状态的作用。

由于以前自己开发板使用的是ATMEL公司的STC89C52，所以让然选择这个芯片作为控制核心部件。

STC89C52是一种低损耗、高性能、CMOS八位微处理器，片内有4k字节的在线可重复编程、快速擦除快速写入程序的存储器，能重复写入/擦除1000次，数据保存时间为十年。

其程序和数据存储是分开的。

3.1.2 传感器模块方案一：使用光敏电阻组成光敏探测器采集路面信息。

阻值经过比较器输出高低电平进行分析，但是光照影响很大，不能稳定工作。

方案二：使用光电传感器来采集路面信息。

巡线小车实验报告巡线小车实验报告引言：巡线小车是一种能够自主巡线的机器人，它能够通过感知地面上的线条，进行自主导航和行动。

本实验旨在探索巡线小车的工作原理和应用场景，并通过实际操控巡线小车，验证其性能和功能。

一、巡线小车的原理巡线小车的核心原理是利用光电传感器感知地面上的线条，并通过控制电机的转速和方向，实现自主巡线。

在巡线小车的底部，安装有一组光电传感器，它们能够感知地面上的亮度变化。

当小车行驶在线条上时，光电传感器会感知到线条的亮度高于周围环境，从而根据传感器的输出信号来控制电机的运动。

二、巡线小车的搭建和调试为了搭建巡线小车，我们首先需要准备一台底盘，然后在底盘上安装电机和光电传感器。

接下来，我们需要使用电路板将电机和光电传感器与主控制器连接起来。

在连接完成后，我们需要编写控制程序，并将其烧录到主控制器中。

在调试过程中，我们需要根据实际情况调整光电传感器的灵敏度和阈值，以确保巡线小车能够准确地感知线条。

此外，我们还需要调整电机的转速和方向，以确保巡线小车能够沿着线条正确行驶。

通过不断的调试和优化，我们最终成功搭建了一台能够自主巡线的小车。

三、巡线小车的应用场景巡线小车具有广泛的应用场景。

首先，它可以应用于工业生产线上的物料搬运，通过巡线小车的自主导航能力，可以实现物料的自动搬运和分拣，提高生产效率。

其次，巡线小车还可以应用于仓库管理和物流配送。

它能够根据线条进行导航，自动将货物从仓库中取出，并将其送到指定的位置，大大降低了人力成本和运营风险。

此外，巡线小车还可以应用于智能家居领域。

通过在家中铺设线条，巡线小车可以自主巡逻，检测家居环境是否安全，并及时报警。

同时，巡线小车还可以帮助家庭成员寻找遗失的物品，提高生活的便利性。

结论：通过本次实验，我们深入了解了巡线小车的工作原理和应用场景。

巡线小车作为一种具有自主导航能力的机器人，具有广泛的应用前景。

未来，随着技术的不断进步和创新，巡线小车将在各个领域发挥更加重要的作用，为人们的生活带来更多的便利和效益。

智能寻迹小车总结报告08电本3袁坤朱昊汪武杰1.设计任务：设计并制作了一个智能电动车，通过车前方的感光模块引导小车沿黑色路径运行，并记录小车整个运动过程的时间。

（1）感光模块引导小车运动：小车黑色轨迹白色背景图1如图1，小车运行在以白色背景的黑色轨迹上。

小车在整个运行过程中沿黑色轨迹运动，当黑色轨迹向左转时，小车能够自动左转弯，左转弯灯亮；当黑色轨迹向右转时，小车能够自动右转弯，右转弯灯亮。

（2）小车能记录整个运行过程的时间：在小车开始运行时，单片机控制计时，当小车收到停止指令后，计时器停止计时，并通过小车上的数码管显示小车整个运行过程的时间。

2.程序框图寻迹小车的主程序如下3.系统的具体设计与实现根据设计任务要求，并且根据我们自己的需要而附加的功能，该电路的总体框图可分为几个基本的模块，框图如（图2）所示：红外传感模块3.1设计中选用红外传感器来准确检测黑色寻迹线。

共设置2个传感器,传感器检测到黑色的寻迹线时，输出逻辑电平1，检测不到黑色寻迹线时，输出逻辑电平0。

在小车正前方中间安装两个标号是1号和2号的传感器用于定位寻迹线中心线，如图。

实物图：由电路图可以看出，在整个运行过程中，红外线发射管一直工作，发出红外线，由于黑色对红外线的反射量很小，而白色背景对红外的反射量很大，这样经过红外接收管的电压值的不同，可以判断出小车的运行情况。

当小车在黑色轨迹上正常运行时，1号和2号传感器输出1，当小车右偏时，2号由输出1转变为0，此时单片机驱动电机模块，调控小车左右两轮的转速，调整车身向左转；当小车左偏时，1号由输出1转变为0，单片机调控小车车身向右转。

传感器部分是小车的“眼睛”，只有通过它的引导小车才能正常在轨道上运行。

在小车的调试过程中，遇到了一些问题。

第一，两个传感器中的红外管有时一直感光，有时感光很差；第二，在黑线上运行时，在一些弯路传感器可以判断出来，一些反应迟钝，并且恢复直行的时候，传感器却依然保持上一状态运行。

开放性实验报告——巡线小车设计系别：测控技术与仪器姓名：高东（06072112）王启瑞（06072113）蒋康（06072115）张娇（06072137）指导老师：赵勇时间：2009.10.24—2009.12.7目录1 系统功能介绍 (1)2 设计任务与要求 (1)3 系统硬件设计 (1)3.1系统总体设计框图 (1)3.2寻线模块(ST188) (2)3.3电机控制模块 (3)3.4单片机最小模块 (4)3.5数码管显示模块 (5)4 系统软件实现 (6)4.1 设计思路 (6)4.2 软件程序流程图 (7)4.3程序代码见附录Ⅰ (7)5 调试结果 (7)6 实验总结 (7)附录Ι (9)附录Ⅱ (13)1 系统功能介绍本设计以单片机作为控制核心，电路分为最小系统模块，黑线检测模块，电机驱动模块，数码管显示模块。

黑线检测模块采用反射式关电传感器st188，并且接相应的三级管来规划传感器的输出，当输出高电平为正常情况。

电机为伺服电机，给定脉宽为1.5ms的信号电机保持不动，给定脉宽为1.7ms的信号电机正向转到给定脉宽为1.3ms的信号电机逆向转到。

数码管动态显示小车行进过程所用的时间。

2 设计任务与要求◆了解关电传感器st188的设计原理和方法。

◆熟悉51系列单片机的原理及应用。

◆掌握伺服电机的驱动方法。

◆掌握动态数码管显示的方法。

◆设计小车的硬件电路及软件程序。

◆制作小车的硬件电路，并调试软件，最后实现小车的自动测量黑线。

3 系统硬件设计3.1系统总体设计框图该系统中51单片机作为主微控芯片，其外多个I/O口作为通用I/O口接受传感器的信号并输出相应的控制信号。

系统硬件总体设计框图如下图3.1-1所示。

51控制核心检测模块电机驱动模块数码管显示模块图3.1-1系统硬件总体设计框图 3.2寻线模块(ST188)该系统中的寻线模块我们采用的是ST188传感器。

ST188是一个无限红外模块，它有一个发射管（白色）和一个接收管（黑色），一般情况下接收管能收到发射管发送的红外光，但当遇到吸光介质（如黑色物体）时接收管便不能收到发射管的红外光。

d25巡线小车实训报告一、引言巡线小车是一种能够沿着指定线路自主行驶的智能机器人，广泛应用于工业自动化、仓储物流等领域。

本实训报告将详细介绍d25巡线小车的设计原理、实验步骤和实验结果，以及对其性能的评估。

二、设计原理d25巡线小车采用了红外线传感器来检测地面上的黑线，通过对传感器信号的处理，可以确定小车应该向左转、向右转还是保持直行。

小车的控制系统基于单片机，通过PWM信号控制电机的转速和方向，从而实现小车的运动控制。

三、实验步骤1. 硬件搭建我们需要按照指导手册上的要求，将d25巡线小车的各个零部件组装起来。

这包括安装电机、红外线传感器、电池等。

在组装过程中，需要注意零部件的连接方式和安装位置，确保小车能够正常运行。

2. 系统调试完成硬件搭建后，我们需要对小车的控制系统进行调试。

首先，将小车连接到电脑上，通过编程软件对单片机进行烧录，确保程序能够正确运行。

然后，将小车放置在黑线上，观察传感器的输出信号是否能够准确地检测到黑线。

3. 运动控制在系统调试完成后，我们可以开始进行小车的运动控制实验。

首先，编写控制程序，根据传感器的输出信号来确定小车的运动方向。

然后，将小车放置在一条弯曲的黑线上，观察小车能否按照预期的路径进行行驶。

4. 性能评估为了评估d25巡线小车的性能，我们可以进行一系列的实验。

例如，可以测试小车在不同颜色和宽度的线路上的行驶稳定性；可以测试小车在不同角度的转弯时的准确性；还可以测试小车在不同速度下的响应能力等。

通过这些实验，我们可以了解小车的性能表现，并对其进行改进和优化。

四、实验结果经过一系列的实验，我们得到了如下的实验结果：1. d25巡线小车可以准确地检测到黑线，并按照预期的路径进行行驶。

2. 小车在直线行驶时稳定性较好，但在转弯时可能会有一定的偏差。

3. 小车对于较宽的黑线和较深的颜色有较好的识别能力，但对于较窄的黑线和较浅的颜色可能会有一定的误判。

五、性能评估与改进根据实验结果，我们可以评估d25巡线小车的性能，并提出一些改进措施。

可编辑修改精选全文完整版电子科协竞赛项目报告书参赛作品：基于51单片机的智能寻迹避障小车小组成员：盛博专业班级：电信1205班报告提交日期： 2013年 4 月12日目录1设计要求与功能 (3)1.1设计基本要求 (3)2 硬件设计 ................................................. (3)2.1主控系统及所需主要元件 (3)2.2机械系统 (4)2.3电机驱动模块 (5)2.4 循迹模块 (6)2.5避障模块 (6)2.6电源模块 (7)2.7报警模块 (7)2.8远程操控模块 (8)3 软件设计 (8)3.1主程序及框图 (8)3.2电机驱动程序 (9)3.3循迹程序 (9)3.4避障程序 (10)3.5报警及远程操控程序 (10)4调试过程 (11)5总结 (11)附录总C程序 (11)一设计要求与功能设计并制作一个能自动循迹壁障的智能小车。

可沿不规则黑色轨迹行驶，遇到障碍可自动绕行，遇到黑色停止线自动停止，轨迹、通道、障碍现场如图。

1．基本要求（1）小车启动沿着轨迹行驶，遇到终点线停车；（2）小车遇到行驶轨迹范围内的障碍物应自动绕行，脱离轨迹后能自动寻找轨迹并形式到终点。

2．发挥部分（1）增加声、光报警功能，增加无线遥控启动、停止功能；（2）利用Protel或者Alitum Designer等软件进行PCB设计。

二硬件设计2.1主控系统及所需主要元件主控系统由STC89C52单片机负责，通过接收并分析信号模块传输过来的信号对各模块下达指令，使各模块能持续并稳定地共同工作，形成有机的整体，从而实现小车的各种功能。

所需主要元件：STC89C52单片机，减速电机，红外对管等。

各口功能：P0.0-P0.2是红外传感器信号输入口；P0.3-P0.6是四路红外对管信号输入口；P1.0-P1.1是无线信号输入口；P2.0-P2.7是四路减速电机控制信号输出口。

智能巡线小车设计报告分解一、引言智能巡线小车是一种能够自主巡线并进行相关操作的智能设备。

其主要应用于工业生产线上，可以帮助实现自动化控制和监测，提高生产效率和质量。

本设计报告将详细介绍智能巡线小车的设计原理、系统结构、硬件设计以及软件设计等方面。

二、设计原理三、系统结构1.视觉感知子系统：该子系统主要负责获取周围环境图像并进行处理。

通过摄像头采集图像，并利用图像处理算法进行边缘检测和特征提取，以确定巡线的路径。

2.控制决策子系统：该子系统主要根据视觉感知子系统提供的线路信息，对小车的巡线轨迹进行规划和控制决策。

可以利用PID控制算法进行轨迹跟踪控制，以保持小车在线路上的稳定行驶。

3.执行控制子系统：该子系统主要负责执行控制指令，并控制小车的动作。

主要包括电机驱动系统、转向器和传感器等组件。

4.动力系统：该系统主要提供小车的动力支持。

可以采用电池或者直流电源等形式供电，以保证小车的正常运行。

四、硬件设计1.电路设计：电路设计主要包括摄像头电路、信号采集电路、控制算法电路、电机驱动电路等。

其中，摄像头电路负责将图像信号转化为数字信号；信号采集电路负责采集小车传感器的数据；控制算法电路主要用于计算小车的控制指令；电机驱动电路负责驱动小车的电机进行运动。

2.结构设计：结构设计主要指小车的机械结构设计。

要根据小车的功能和使用环境，设计出合理的结构来满足其巡线和动作需求。

五、软件设计1.图像处理算法设计：图像处理算法设计主要包括边缘检测算法、特征提取算法等。

要根据巡线的需求，对摄像头采集到的图像进行相应处理，提取出线路信息。

2.控制算法设计：控制算法设计主要包括轨迹规划算法、PID控制算法等。

要根据小车的运动需求，设计相应的控制算法，保持小车在线路上的稳定行驶。

3.用户界面设计：用户界面设计主要包括操作界面的设计和数据显示界面的设计。

要设计一个直观、友好的用户界面，方便操作和监测小车的状态。

六、总结通过对智能巡线小车的设计原理、系统结构、硬件设计和软件设计的介绍，可以看出，智能巡线小车是一种集成了多种技术的智能设备。

智能循迹小车实验报告一、实验目的本次实验旨在设计并实现一款能够自主循迹的智能小车，通过传感器检测路径信息，控制小车的运动方向，使其能够沿着预定的轨迹行驶。

通过本次实验，深入了解自动控制、传感器技术和单片机编程等方面的知识，提高实际动手能力和问题解决能力。

二、实验原理1、传感器检测本实验采用红外传感器来检测小车下方的黑线轨迹。

红外传感器由红外发射管和接收管组成，当发射管发出的红外线照射到黑色轨迹时，反射光较弱，接收管接收到的信号较弱；当照射到白色区域时，反射光较强，接收管接收到的信号较强。

通过比较接收管的信号强度，即可判断小车是否偏离轨迹。

2、控制算法根据传感器检测到的轨迹信息，采用 PID 控制算法（比例积分微分控制算法）来计算小车的转向控制量。

PID 算法通过对误差（即小车偏离轨迹的程度）进行比例、积分和微分运算，得到一个合适的控制输出，使小车能够快速、准确地回到轨迹上。

3、电机驱动小车的动力由直流电机提供，通过电机驱动芯片（如 L298N）来控制电机的正反转和转速。

根据控制算法计算出的转向控制量，调整左右电机的转速，实现小车的转向和前进。

三、实验器材1、硬件部分单片机开发板（如 STM32 系列）红外传感器模块直流电机及驱动模块电源模块小车底盘及车轮杜邦线、面包板等2、软件部分Keil 等单片机编程软件串口调试助手四、实验步骤1、硬件搭建将红外传感器模块安装在小车底盘下方，使其能够检测到黑线轨迹。

将直流电机与驱动模块连接，并安装在小车底盘上。

将单片机开发板、传感器模块、驱动模块和电源模块通过杜邦线连接起来，搭建好实验电路。

2、软件编程使用单片机编程软件，编写传感器检测程序、控制算法程序和电机驱动程序。

通过串口调试助手，将编写好的程序下载到单片机开发板中。

3、调试与优化启动小车，观察其在轨迹上的行驶情况。

根据小车的实际行驶情况，调整 PID 控制算法的参数，优化小车的循迹性能。

不断测试和改进，直到小车能够稳定、准确地沿着轨迹行驶。

智能巡线小车设计报告一、引言智能巡线小车是一种能够自主识别线路并沿线行驶的机器人小车。

它利用多种传感器和控制系统，能够实时感知环境，并做出相应的行驶决策。

本设计报告将详细介绍智能巡线小车的设计思路、硬件组成和软件实现。

二、设计思路智能巡线小车的设计思路主要包括以下几个方面：1. 线路识别：通过摄像头获取图像信息，利用图像处理算法识别出线路的位置和方向。

2. 行驶控制：根据线路识别结果，通过控制系统调整小车的速度和方向，保持小车在线路上行驶。

3. 环境感知：通过其他传感器如红外传感器、超声波传感器等，实时感知周围环境的障碍物，并对小车的行驶做出相应的调整。

4. 远程控制：提供远程控制的功能，通过无线通信模块与小车建立通信连接，实现对小车的遥控操作。

三、硬件组成智能巡线小车的硬件组成主要包括以下几个组件：1. 主控制器：使用单片机或者嵌入式开发板作为主控制器，负责接收各种传感器数据、处理运算并实现相应的控制算法。

2. 摄像头：用于获取环境图像，采集线路的位置和方向信息。

3. 电机驱动模块：控制小车的电机转动，实现小车的前进、后退、转弯等功能。

4. 传感器模块：包括红外传感器、超声波传感器等，用于感知周围环境的障碍物。

5. 无线通信模块：通过无线通信模块与遥控器或者其他设备建立连接，实现远程控制功能。

四、软件实现智能巡线小车的软件实现主要包括以下几个模块：1. 图像处理算法：利用图像处理算法对摄像头采集的图像进行处理，提取线路的位置和方向信息。

2. 行驶控制算法：根据线路识别结果，调整电机驱动模块控制小车的速度和方向，让小车保持在线路上行驶。

3. 环境感知算法：利用传感器模块采集的数据，判断周围环境是否有障碍物，并根据情况调整小车的行驶路线。

4. 远程控制算法：在无线通信模块的支持下，实现与遥控器或者其他设备之间的通信，接收远程控制指令，实现远程遥控小车的功能。

五、实施计划本项目的实施计划如下：1. 准备阶段：收集相关资料，设计硬件电路图和软件流程图，并购买所需的元器件。

智能小车设计实验报告简介智能小车是一种集机械、电子、计算机和通信技术于一体的设备。

通过传感器收集环境信息、通过处理器进行运算、通过电机实现运动，具有自动避障、巡线、遥控等功能。

本实验旨在设计一种智能小车，并测试其在避障和巡线任务中的性能。

设计方案硬件1. 底盘：使用一块稳定且坚固的底板作为小车的基础结构，确保小车运动时的稳定性。

2. 电机：选用两个直流电机，用于驱动小车前进和转向，通过电机控制模块与处理器进行通信。

3. 传感器：- 超声波传感器：用于探测前方障碍物距离，实现智能避障功能。

- 红外线传感器：用于检测地面上的黑白线，实现巡线功能。

4. 处理器：采用Arduino开发板作为处理器，接收传感器数据，根据算法控制电机的运动。

5. 电源：选择一个稳定且容量适当的电池供电。

软件1. 避障算法：- 获取超声波传感器数据。

- 判断是否存在前方障碍物。

- 若存在障碍物，根据距离远近调整电机转速和方向。

- 否则，前进。

- 循环执行以上步骤。

2. 巡线算法：- 获取红外线传感器数据。

- 判断当前传感器是否在黑线上。

- 若在黑线上，调整电机转速和方向。

- 否则，旋转寻找黑线。

- 循环执行以上步骤。

实验过程避障功能测试1. 搭建实验场地，放置障碍物。

2. 小车启动后，执行避障算法，前进并实时检测前方障碍物。

3. 当检测到障碍物时，小车自动调整转速和方向，避免碰撞。

4. 实时记录小车克服障碍物的时间和距离。

巡线功能测试1. 在地面上绘制黑白线条，构建巡线场地。

2. 小车启动后，执行巡线算法，沿着黑线行驶。

3. 当检测到离线时，小车调整转速和方向，重新寻找黑线。

4. 实时记录小车完成巡线任务所花费的时间和路径。

实验结果与分析避障功能在实验中，小车能够成功避开放置的障碍物，且响应迅速，避免了碰撞。

通过记录的时间和距离可以评估小车的避障性能，进而对算法进行优化。

巡线功能在巡线任务中，小车能够识别黑线，并且根据需要进行转向。

智能循迹小车设计报告(总17页)一、设计目的本项目旨在设计一款运用机器视觉技术的智能循迹小车，能够自主寻找指定路径并行驶，可用于实现自动化物流等应用场景。

二、设计方案2.1 系统概述本系统基于STM32F103C8T6单片机和PiCamera进行设计。

STM32F103C8T6单片机负责循迹小车的控制和编码器的反馈信息处理，PiCamera则用于实现图像识别和路径规划，两者之间通过串口进行通讯。

2.2 硬件设计2.2.1 循迹模块循迹模块采用红外传感器对黑线进行探测，通过检测黑线与白底的反差判断小车的行驶方向。

本设计采用5个红外传感器，每个传感器分别对应小车行驶时的不同位置，通过对这5个传感器的读取，可以获取小车所在的实际位置和前进方向。

电机驱动模块采用L298N电机驱动模块，通过PWM信号来控制电机的转速和方向。

左右两侧的电机分别接到L298N模块的IN1~IN4引脚，电机转向由模块内部的电路通过PWM 信号控制。

2.2.4 Raspberry PiRaspberry Pi用于图像处理和路径规划。

本设计使用PiCamera进行图像采集，在RPi 上运行OpenCV进行图像处理，识别道路上的黑线，并通过路径规划算法计算出循迹小车当前应该行驶的方向，然后将该方向通过串口传输给STM32单片机进行控制。

本设计的系统结构分为三个层次：传感器驱动层、控制层、应用层。

其中，传感器驱动层实现对循迹小车上的传感器的读取和解析，生成对应的控制指令；控制层对控制指令进行解析和执行，控制小车的运动；应用层实现图像处理和路径规划，将路径信息传输给控制层进行控制。

在应用层，本设计采用基于灰度阈值的图像处理算法，通过寻找图像中的黑色线条，将黑色线条和白色背景分离出来，以便进行路径规划。

路径规划采用最短路径算法，计算出循迹小车当前应该行驶的方向，然后将该方向发送给控制层进行控制。

2.4 可行性分析本设计的硬件设计采用常见的模块化设计，采用Arduino Mega作为基础模块，通过模块之间的串口通信实现对整个系统的控制，扩展性和可维护性良好。

1、小灯延时闪烁实验：小灯延时一秒闪烁一次，指令：delay(xx)。

应用举例：delay(500); // 延迟500ms。

2、呼吸灯实验：使小灯忽明忽暗，延时300ms。

3、串口通信监视实验：（1.按实验一的步骤把开发板连到PC机上；（2.采用杜邦线把红外探头VCC和GND分别连接到开发板的5V和地，OUT端连到开发板的任意一个模拟量输入端口；（3.设置对应的模拟量输入端口为输入模式；（4.读取模拟量端口的值；（5.打开串口并设置波特率；（6.打开串口监视器，拿一物体遮挡在红外探头前方并移动，观察串口监视器中读取的模拟量值是否变化；（7.观察串口监视器界面的运行结果，如不符合预期设计要求，则重复修改及下载程序，直到符合要求为止。

指令：Serial.begin(xx)。

打开串口并设置通信波特率。

应用举例：Serial.begin(9600) ; //打开串口并设置通信波特率为9600。

指令：Serial.println(val)。

在串口监视器中显示变量val的值。

应用举例：Serial.println(val) ; //在串口监视器中显示变量val的值。

4、红外线对管实验：前端红外探头输出是模拟电压，中控板通过电压比较器LM339模拟电压转化为高电平或者低电平两种结果，便于程序进行判断。

以第一路红外探头来说明它的工作原理，IN1-为可调电阻调节的电压输入端，IN+为探头输出的电压，当IN1-大于IN+电压时，对应的OUT1输出电压接近0V，此时，第一路的LED灯亮；当IN1-小于IN+电压时，对应的OUT1输出电压接近5V，第一路的LED灯灭。

调节可调电阻旋钮，可以改变IN-参考电压值。

指令：pinMode(pin, mode)。

将一个引脚配置成输入或者输出模式。

应用举例：pinMode(7, INPUT); // 将引脚7定义为输入接口；pinMode(5, OUTPUT); // 将引脚7定义为输出接口。

机器人创新实验智能巡线小车报告一、引言智能巡线小车是一种基于机器视觉和控制系统的机器人，能够在预定的路径上进行准确的行驶。

本报告旨在总结机器人创新实验中智能巡线小车的设计过程、关键技术和性能评估，以及未来的改进方向。

二、设计过程1.硬件设计智能巡线小车的硬件设计包括底盘、传感器和控制模块。

底盘采用高强度材料制作，轮子安装在底盘上，并由直流电机驱动。

传感器主要包括摄像头和红外线传感器，摄像头用于采集路径图像，红外线传感器用于检测小车是否偏离轨道。

控制模块由单片机和驱动电路组成，用于接收传感器数据并控制电机运动。

2.软件设计智能巡线小车的软件设计主要包括路径识别和控制算法。

路径识别算法通过对摄像头采集到的图像进行处理，提取出图像中的路径信息。

控制算法根据传感器数据判断小车是否偏离轨道，并相应调整电机速度和转向角度，使小车保持在预定的路径上。

三、关键技术1.图像处理图像处理是智能巡线小车的核心技术之一、通过对摄像头采集的图像进行二值化、滤波和边缘检测等操作，可以提取出路径信息，并进行路径的识别和跟踪。

2.控制算法控制算法是智能巡线小车的另一项关键技术。

通过对传感器数据进行实时分析和判断，可以实现小车对路径的跟踪和调整。

常用的控制算法包括PID控制和模糊控制等。

四、性能评估为评估智能巡线小车的性能，可以从准确性、稳定性和速度等方面进行考察。

在实际测试中，可以将小车放置在不同形状和颜色的路径上，观察小车能否准确识别路径并保持在上面。

同时，可以通过测量小车的行驶速度和转向精度来评估小车的稳定性和速度。

五、改进方向尽管智能巡线小车在设计上已经取得了一定的成绩，但还存在一些改进的方向。

首先，可以加强图像处理算法，提高路径识别的准确性和鲁棒性。

其次，可以进一步优化控制算法，提高小车对路径的精准度和响应速度。

此外，可以将智能巡线小车与其他机器人技术相结合，如避障、自主导航等，实现更复杂的任务。

六、结论智能巡线小车是一种基于机器视觉和控制系统的机器人，能够在预定的路径上进行准确的行驶。

巡线小车实验报告巡线小车实验报告一、引言巡线小车是一种能够自主行驶并按照预定路径巡线的机器人。

它被广泛应用于工业自动化、智能物流等领域。

本次实验旨在通过搭建巡线小车并进行测试，探索其在实际应用中的性能和潜力。

二、实验材料与方法1. 实验材料：- Arduino控制板- 巡线传感器模块- 直流电机- 小车底盘- 电池组- 连接线等2. 实验方法：首先，将巡线传感器模块与Arduino控制板连接，并根据巡线小车底盘的结构进行安装。

接着，编写程序，使巡线小车能够根据传感器的信号进行方向控制。

最后，将巡线小车放置在预定的巡线路径上，观察其行驶情况并记录相关数据。

三、实验结果与讨论1. 巡线精度：在实验中，巡线小车能够准确地沿着预定的路径行驶，并且能够及时调整方向以保持在巡线路径上。

这得益于巡线传感器模块的高灵敏度和精确度。

然而，我们也发现在遇到较为复杂的线路布局时，巡线小车的巡线精度稍有下降，需要进行进一步的优化和改进。

2. 障碍物避让能力：巡线小车在行驶过程中能够通过巡线传感器模块及时检测到前方的障碍物，并采取相应的措施进行避让。

这一能力对于巡线小车在实际应用中的安全性至关重要。

然而，在实验中我们也发现，巡线小车在遇到较为突然的障碍物时，反应时间稍长，需要进一步提高其避障的效率。

3. 稳定性与可靠性：巡线小车在实验中表现出良好的稳定性和可靠性。

即使在复杂的路况下，巡线小车也能够保持平稳的行驶状态，并且能够自动纠正偏离巡线路径的情况。

这一特性使得巡线小车在工业自动化和智能物流等领域具有重要的应用前景。

四、实验总结与展望通过本次实验，我们对巡线小车的性能和潜力有了更深入的了解。

巡线小车具备较高的巡线精度、障碍物避让能力以及稳定性与可靠性。

然而，仍有一些问题需要进一步解决和改进，例如巡线精度的提高、避障效率的增加等。

未来，我们将继续研究和改进巡线小车的技术，以满足不同领域的需求，并推动其在智能化领域的广泛应用。

摘要：本智能识别小车以STC89C52单片机为控制芯片，以直流电机，光电传感器，超声波传感器，电源电路以及其他电路构成。

系统由STC89C52通过IO口，通过红外传感器检测黑线，利用单片机输出PWM脉冲控制直流电机的转速和转向，循迹由TCRT5000型光电对管完成。

一、系统设计1、小车循迹，避障原理这里的循进是指小车在白色地板上寻黑线行走，通常采取的方法是红外探测法。

红外探测法，即利用红外a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地向地面发射红外光，当红外光遇到白色地板时，发生漫反射反射光被装在小车上的按收管按收；如果遇到黑线则红外光被吸收，小车上的接收管接收不到红外光，单片机就是否收到反射回来的红外光为依据来确定黑线的位置和小车的行走路线。

红外探测器探测距离有限一殷最大不应超过3cm。

而避障则是通过超声波模块不断向前方发射超声波信号，通过接收反射回来的超声波信号，从而实现的避障。

当前方有障碍物时，超声波会向单片机串口发送一串数字，这些数字就是当前小车距离障碍物得距离。

当串口接收到信号时，会引发串口中断，单片机通过读取距离值，并且对此数值进行分析是不是距离小车很近，是的话就进行转向；否则继续循迹。

当小车遇到第一个障碍后，就计数一次，这样当遇到第二个障碍物时，小车就可以以不同的形式躲避障碍物了。

2、选用方案（1）：采用成品的小车地盘，通过改装来完成任务；（2）：采用STC89C52单片机作为主控制器；（3）：采用7V电源经7805稳压芯片降压后为其他芯片及器件供电。

（4）：采用TCRT5000型红外传感器进行循迹；（5）：L298N作为直流电机的驱动芯片；（6）：通过对L298N使能端输入PWM来控制电机转速和转向；3、系统机构框图如下所示：超声波模块主控制芯片STC89C52红外传感器直流电机L298N稳压电源模块电压比较器二、硬件实现及单元电路设计与分析1、微控制模块设计与分析微控制器模块我们采用STC89C52。