智能小车设计

智能循迹小车

【摘要】

本课题是基于低功耗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。小车系统以单片机为系统控制处器；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。

一、实验目的

这次设计智能小车的目的是为了掌握电路设计的方法和技巧。如何将学习到的理论知识运用到实际当中去，怎样能够活学活用，深入的了解电子元器件的使用方法，了解各种元器件的基本用途和方法，能够灵活敏捷的判断电路中出现的故障，学会独立设计电路，积累更多的设计经验 ，加强焊接能力和技巧，完成基本的要求。并能完美的完成这次实训。

根据老师给的控制要求，和自己的发挥扩充能力，独立的，大胆的去实践，开拓创新，能够将自己的想法体现到实际电路当中去。

二、设计方案

该智能车采用红外传感器对赛道进行道路检测，单片机根据采集到的信号的不同状态判断小车当前状态，通过电机驱动芯片发出控制命令，控制电机的工作状态以实现对小车姿态的控制。

三、各芯片说明

W981216BH-6

一种髙速度同步动态随机存取存储器(SDRAM), 具有 1M 字(words) *4

层(banks)*16 位(bits)的存储结构组织.传输数据带宽最高达 166M 字/秒(-6)。 对SDRAM是否访问是突发导向。在一个页面连续的内存位置可在一个1, 2,

4, 8或整页突发访问时长和行选择组由活动命令。列地址自动生成的SDRAM的内部计数器在突发运作。随机栏也可以通过阅读在每个时钟周期提供其地址。该多组特性使交织在内部银行隐藏预充电时间。通过让一个可编程的模式寄存器，该系统可以改变突发长度，延时周期，交错或连续突发最大限度地发挥其性能。 W981216BH是在理想的主内存高性能应用。

智能巡线小车的设计　

时巧，李财，邓渊　

（西南科技大学信息工程学院，四川绵阳６２１０１０）　

摘　要：该智能小车设计采用双轮差速的机械结构，利用红外反射式光电传感器采集地面引导　

黑线信息。针对车体机械结构和巡线算法的设计与改进做出了详细的分析与论证。分析了车体的前　

瞻和车轮间距对转弯速度的影响，其控制算法采用加权扫描探寻黑线信息并辅以ＰＩＤ算法反馈控制　

小车的行进方向。使小车按照既定的路线前进。　

关键词：智能小车；机械结构；加权扫描；ＰＩＤ　

中图分类号：ＴＰ２４９　文献标识码：Ａ　文章编号：１６７４—７７２０（２０１５）０９一Ｏ０７８—０３　

Ｄｅｓｉｇｎ　ｏｆ　ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ　ｌｉｎｅ－ｔｒａｃｌｄｎｇ　ｃａｒ　

Ｓｈｉ　Ｑｉａｏ，Ｌｉ　Ｃａｉ，Ｄｅｎｇ　Ｙｕａｎ　（Ｓｃｈｏｏｌ　ｏｆ　Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｓｏｕｔｈｗｅｓｔ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ　ｏｆ　Ｓｃｉｅｎｃｅ＆Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｍｉａｎｙａｎｇ　６２１０１０，Ｃｈｉｎａ）　

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ　ｄｅｓｉｇｎ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ　ｃａｒ　ｕｓｅｓ　ｗｈｅｅｌ　ｄｉｆｉｅｒｅｎｔｉａｌ　ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ　ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ。ａｎｄ　ｕｓｅｓ　ｉｎｆｒａｒｅｄ　ｒｅｆｌｅｃｔｉｖｅ　ｐｈｏｔｏｅｌｅｃｔｒｉｃ　ｓｅｎｓｏｒｓ　ｔｏ　ｃｏｌｌｅｃｔ　ｔｈｅ　ｇｕｉｄｅ　ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｇｒｏｕｎｄ　ｂｌａｃｋ　ｌｉｎｅ．Ｆｏｒ　ｔｈｅ　ｄｅｓｉｇｎ　ａｎｄ　ｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ　ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｂｏｄｙ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ｌｉｎｅ—ｔｒａｃｋｉｎｇ　ａｌｇｏｒｉｔｈｍ．ｔｈｅ　ｐａｐｅｒ　ｍａｋｅｓ　ａ　ｄｅｔａｉｌｅｄ　ａｎａｌｙｓｉｓ　ａｎｄ　ａｒｇｕｍｅｎｔ．　ｅ　ｉｍｐａｃｔ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｐｒｏｓｐｅｃｔ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｂｏｄｙ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ｗｈｅｅｌ　ｓｐａｃｉｎｇ　ｔｏ　ｔｈｅ　ｔｕｒｎｉｎｇ　ｓｐｅｅｄ　ｉｓ　ａｎａｌｙｚｅｄ．Ｉｔ　ｕｓｅｓ　ｗｅｉｇｈｔｅｄ　ｓｃａｎｓ　ｔｏ　ｅｘｐｌｏｒｅ　ｔｈｅ　ｂｌａｃｋ　ｌｉｎｅ　ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ，　ａｎｄ　ｂｅｓｉｄｅｓ　ｔｈｅ　ＰＩＤ　ｆｅｅｄｂａｃｋ　ｃｏｎｔｒｏｌ　ａｌｇｏｒｉｔｈｍ　ｉｓ　ｓｕｐｐｌｅｍｅｎｔｅｄ　ｔｏ　ｃｏｎｔｒｏｌ　ｔｈｅ　ｅａｒ　ｓ　ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ　ｏｆ　ｔｒａｖｅ１．Ｓｏ　ｔｈｅ　ｃａｒ　ｃａｎ　ｍｏｖｅ　ｆｏｒｗａｒｄ　ｉｎ　ａｃｃｏｒｄａｎｃｅ　ｗｉｔｈ　ｔｈｅ　ｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄ　ｒｏｕｔｅ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ　Ｃａｒ；ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ　ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ；ｗｅｉｉｇｈｔｅｄ　ｓｃａｎｓ；ＰＩＤ　

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智能小车的设计及制作

作者：姚兵

来源：《电子技术与软件工程》2018年第05期

摘 要 本文分析了智能小车总体设计，我们结合智能小车的硬件系统的设计与功能实现，重点介绍了微控制器电路的设计与原理、主线路板制作、避障电路的原理与设计、电机驱动电路的原理与设计、循迹电路的原理与设计等内容。

【关键词】智能小车 设计 制作

随着科学技术越来越发达，机器人的制造水平也有了明显的提升，越来越多的机器人被人们研制出来。近年来，在全球范围内掀起了一项新的高科技的活动——机器人比赛，虽然机器人比赛兴起的时间并不长，但基于机器人本身兼具高科技性和娱乐性，以及比赛机制的竞争性，吸引了众多科技爱好者的研究学者的喜爱和关注。机器人小车子系统，是整个系统构建当中的核心内容，是整个系统的执行机构，对于系统的运行高以及性能的好坏，具有十分重要的意义。基于小车子系统的特殊性，本文在单片机红外可控技术的基础上，结合自动智能车的相关设计理念，立足于比赛的需求，针对遥控技术和自动技术进行开发研究，并得以实现，基于该项技术，用户的二次开发活动也能够顺利进行，进而帮助用户实现比赛时所需要的各项特殊功能。本设计通过采用HCS12单片机为控制核心，实现对小车的智能控制。

1 智能小车总体设计分析

1.1 设计的具体要求

在本次竞赛活动中，对于小车的设计提出以下要求：小车设计需具备自动行进功能，即小车要能够在直跑道上高速运行，且具有明显的稳定性。在比赛设计中，跑道的设计主要采用两种颜色进行设计，确保跑到设计简单明了。通常，都会选择对比度鲜明的黑白两色，将白色运用在跑道背景的设置上，整个跑道为白色，然后将跑道的中央线，采用黑色进行涂染，而黑线就是小车在跑道上行驶的依据。显然，小车的行驶，必须要能够沿着跑道的黑色线进行，这是小车比赛行驶过程中的基本要求。而小车的设计，则要在满足该需求的基础上，确保小车的行驶速度得以稳步提升。

智能小车设计文献综述

1 智能小车设计文献综述

摘要：随着电子工业的发展，智能技术广泛运用于各种领域，智能小车不仅在工业智能化上得到广泛的应用，而且运用于智能家居中的产品也越来越受到人们的青睐。国外智能车辆的研究历史较长。相比于国外，我国开展智能车辆技术方面的研究起步较晚，在智能车辆技术方面的研究总体上落后于发达国家但是也取得了一系列的成果。随着人工智能技术、计算机技术、自动控制技术的迅速发展，智能控制将有广阔的发展空间。本设计的智能小车利用红外对管检测黑线与障碍物，并以单片机为控制芯片控制电动小汽车的速度及转向，从而实现自动循迹避障的功能。并对智能小车研究现状以及未来的应用与发展前景做一个全方面的介绍。

关键词: 智能技术，自动循迹，避障

1 前言

随着电子技术、计算机技术和制造技术的飞速发展，数码相机、DVD、洗衣机、汽车等消费类产品越来越呈现光机电一体化、智能化、小型化等趋势。智能化作为现代社会的新产物，是以后的发展方向，他可以按照预先设定的模式在一个特定的环境里自动的运作，无需人为管理，便可以完成预期所要达到的或是更高的目标。

智能小车，也称轮式机器人，是一种以汽车电子为背景，涵盖控制、模式识别、传感技术、电子、电气、计算机、机械等多科学的科技创意性设计，一般主要路径识别、速度采集、角度控制及车速控制等模块组成。一般而言,智能车系统要求小车在白色的场地上,通过控制小车的转向角和车速,使小车能自动地沿着一条任意给定的黑色带状引导线行驶[1]。智能小车运用直流电机对小车进行速度和正反方向的运动控制，运用直流电机对小车进行速度和正反方向的运动控制，通过单片机来控制直流电机的工作，从而实现对整个小车系统的运动控制。

2 智能小车的发展历史、国内外研究现状

2.1 国外研究现状

国外智能车辆的研究历史较长，始于上世纪50年代。它的发展历程大体可以分成三个阶段[2][3][4]：

第一阶段，20世纪50年代是智能车辆研究的初始阶段。1954年美国Barrett