简易智能循迹定位小车

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。

智能小车循迹原理
智能小车循迹技术是指通过传感器和控制系统实现小车在特定轨迹上行驶的技术。

循迹技术在无人驾驶、物流运输、工业自动化等领域有着广泛的应用。

下面我们将介绍智能小车循迹原理及其实现方式。

首先，智能小车循迹的原理是基于传感器检测地面轨迹，通过控制系统对小车
进行精确的控制，使其沿着特定轨迹行驶。

常用的循迹传感器包括红外线传感器、光电传感器和摄像头等。

这些传感器能够检测地面上的标志线或者其他特定的标记，从而确定小车需要行驶的路径。

其次，实现智能小车循迹的方式主要包括两种，一种是基于预先编程的路径，
另一种是基于实时检测的路径。

基于预先编程的路径是指在小车行驶之前，通过对地面轨迹进行扫描和记录，然后将路径信息编程到控制系统中，使小车能够按照预先设定的路径行驶。

而基于实时检测的路径则是通过传感器实时检测地面轨迹，然后根据检测到的路径信息对小车进行实时控制，使其能够跟随着地面轨迹行驶。

另外，智能小车循迹技术的实现还需要考虑控制算法和执行器。

控制算法是指
对传感器检测到的路径信息进行处理和分析，然后产生相应的控制指令，控制小车进行行驶。

执行器则是指根据控制指令对小车的驱动系统进行控制，使其按照指令进行行驶。

总的来说，智能小车循迹技术是通过传感器检测地面轨迹，控制系统进行路径
分析和控制指令生成，以及执行器对小车进行实时控制，从而实现小车在特定轨迹上行驶的技术。

这项技术在自动化领域有着广泛的应用前景，可以提高物流运输效率，减少人力成本，同时也为无人驾驶技术的发展提供了重要支持。

随着传感器和控制系统技术的不断进步，相信智能小车循迹技术将会得到更加广泛的应用和发展。

目录摘要 (2)1.1系统组成结构 (3)1.2应用软件介绍 (3)1.3原理分析 (4)第二章硬件电路原理图 (5)2.1系统硬件设计原理图 (5)2.2单片机系统电路图 (6)2.3电源电路图 (7)2.4电动机控制驱动图 (8)2.5电机控制方法 (9)2.6循迹小车光电采样电路 (10)第三章元器件介绍 (11)3.1低压差稳压芯片LM2940简介 (11)3.2用于避障功能的光电传感器 (11)3.3黑白线检测传感器 (12)3.4常用H桥集成电路芯片L298 (12)第四章软件系统的实现 (14)4.1主程序设计 (15)4.2设计思路 (15)设计总结 (16)参考文献 ........................................... 错误！未定义书签。

附录：源程序代码 . (18)摘要智能车以及在智能车辆基础上开发出来的产品已成为航天、医疗、工业控制、物流等各个领域的关键设备因此世界上许多国家都在积极进行智能车的研究和开发设计。

本文介绍了以AT89C51单片机为核心控制系统，通过传感器读入数据，采用红外对管获取赛道的信息。

经单片机处理后，输出控制信号给马达驱动电路，来控制马达的正反转动。

所以整个过程不需要人来控制，当不同的传感器检测到黑线时，马达会有不同的转动方向。

以达到智能小车循迹运行的目地，从而实现了简单的智能控制。

智能小车的结构主要分为以下几个部分：1. 循迹模块：用于探测黑线的位置，基础由若干个光电管组成，通过反射红外线的变化判断黑线的有无。

高年级的同学建议尝试使用摄像头等作为传感器。

3. 电机驱动模块，本系统用两个直流电机。

由于单片机输出的电流有限，无法直接驱动电机进行工作，因此需要通过专用的电路进行驱动，只要单片机给出相应的控制信号，便可控制电机工作，本文以较为常用的H桥驱动芯片L298N 为例，鼓励大家自行选择更合适的驱动方案。

4. 单片机模块，根据使用的传感器和控制策略的不同，单片机的选择也不同，对于低年级刚入门的同学可以使用51 单片机，有一定基础的同学可以使用性能稍强的AVR 系列，高年级同学推荐使用MSP430 或者S12 等其他性能更强的单片机。

智能小车循迹原理
智能小车循迹原理是通过使用感应器和控制算法来实现。

循迹感应器通常是由多个红外线传感器组成，这些传感器被安装在小车底部，并用于检测地面上的跟踪线。

这些红外线传感器能够发射和接收红外线信号。

当小车开始行驶时，红外线传感器会发射红外线信号，并迅速接收反射回来的信号。

如果传感器检测到白色地面，则意味着小车已偏离跟踪线。

根据传感器接收到的信号强度，算法会计算出小车偏离跟踪线的程度和方向。

接下来，控制算法会根据传感器的测量结果来调整小车的方向。

如果小车偏离跟踪线的程度较小，则只需进行轻微的调整，如微弱转向。

而如果偏离程度较大，则可能需要更大的转向角度来重新回到跟踪线上。

循迹算法可以通过PID控制器进行实现。

PID控制器通过使用
P（比例）、I（积分）和D（微分）三个参数来实现精确的控制。

比例参数用于根据偏离程度来计算所需的转向角度。

积分参数用于纠正持续的偏离，而微分参数用于平稳地调整转向角度变化的速率。

循迹原理的关键是通过连续地检测和调整来保持小车在跟踪线上运行。

这种感应器和控制算法的结合使得智能小车能够准确地遵循预定的路径，并在偏离时能够及时进行修正。

循迹小车简单设计方案
循迹小车是一种能够自动沿着指定轨迹行驶的小车。

它通常由车体、电机、传感器、控制板等组件组成。

下面是一个简单的循迹小车设计方案。

首先，车体部分。

车体可以使用两个驱动轮和一个万向轮的结构。

驱动轮可以通过电机驱动，万向轮可以用于保持车体的平衡和方向控制。

车体通常使用轻质材料制作，比如塑料板或者
3D打印的部件。

在车体上还要设计出安装电路板和传感器的
空间。

其次，电机部分。

选择一个适合的直流电机，电机的功率可以根据实际需要进行选择。

电机需要能够提供足够的动力，以便推动小车沿着指定轨迹行驶。

同时，还需要安装一个驱动电路板，用于控制电机的转动速度和方向。

然后，传感器部分。

循迹小车通常会安装光电传感器来检测地面上的轨迹。

光电传感器能够判断地面上的黑白色块，从而确定小车是否需要调整方向。

这些传感器可以通过引脚连接到控制板上。

最后，控制板部分。

控制板是循迹小车的核心，用于接收传感器的数据，控制电机的运行。

在控制板上，可以使用微控制器，如Arduino等，来编写控制程序。

控制程序可以根据传感器检
测到的轨迹，计算出小车需要调整的方向和速度，然后控制电机的转动，实现小车沿着指定轨迹行驶。

综上所述，一个简单的循迹小车设计方案包括车体、电机、传感器和控制板等部分。

这些部分需要合理设计和选型，才能确保小车能够准确行驶在指定的轨迹上。

当然，这只是一个基础的设计方案，实际应用中可能会有更多复杂的要求和功能。

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。

（穿山乙工作室）三天三十元做出智能车基本设计思路：1.基本车架（两个电机一体轮子+一个万向轮）2.单片机主控模块3.电机驱动模块（内置5V电源输出）4.黑白线循迹模块0.准备所需基本元器件1）.基本二驱车体一台。

（本课以穿山乙推出的基本车体为例讲解）2）.5x7cm洞洞板、单片机卡槽、51单片机、石英晶体、红色LED、1K电阻、10K排阻各一个；2个瓷片电容、排针40个。

3）.5x7cm洞洞板、7805稳压芯片、红色LED、1K电阻各一个；双孔接线柱三个、10u电解电容2个、排针12个、9110驱动芯片2个。

4）.5x7cm洞洞板、LM324比较器芯片各一个；红外对管三对、4.7K电阻3个、330电阻三个、红色3mmLED三个。

一、组装车体（图中显示的很清晰吧，照着上螺丝就行了）二、制作单片机控制模块材料：5x7cm洞洞板、单片机卡槽、51单片机、石英晶体、红色LED、1K电阻、10K排阻各一个；2个瓷片电容、排针40个。

电路图如下，主要目的是把单片机的各个引脚用排针引出来，便于使用。

我们也有焊接好的实物图供你参考。

（如果你选用的是STC98系列的单片机在这里可以省掉复位电路不焊，仍能正常工作。

我实物图中就没焊复位）三、制作电机驱动模块材料：5x7cm洞洞板、7805稳压芯片、红色LED、1K电阻各一个；双孔接线柱三个、10u电解电容2个、排针12个、9110驱动芯片2个。

电路图如下，这里我们把电源模块与驱动模块含在了同一个电路板上。

因为电机驱动模块所需的电压是+9V左右（6—15V 均可），而单片机主控和循迹模块所需电压均为+5V。

这里用了一个7805稳压芯片将+9V电压稳出+5V电压。

+9V这是工作室做的电源+驱动模块，仅作参考四、制作循迹模块材料：5x7cm洞洞板、LM324比较器芯片各一个；红外对管三对、4.7K电阻3个、330电阻三个、红色3mmLED三个。

LM324电压比较器工作原理：该芯片内部有四组比较器，原理就是反相输入端Vi—与同相输入端Vi+的电压进行比较，若Vi+大于Vi—则比较器的输出端OUT输出高电平+5V；若Vi+小于Vi—则比较器的输出端OUT输出低电平0V；TCRT5000红外对管工作原理：工作时由蓝色发射管发射红外线，红外线由遮挡物反射回来被接收管接收。

循迹小车的原理循迹小车是一种基于传感器的智能机器人，它能够自动地在预设的路径上行驶，并根据环境的变化进行自我调整。

循迹小车的原理主要涉及到传感器、控制电路和电机三个方面。

首先，循迹小车依靠传感器来感知环境的变化，其中最常用的传感器是红外线传感器。

红外线传感器主要由发射器和接收器组成，其中发射器发射红外线信号，接收器接收反射回来的红外线信号。

当循迹小车在行驶过程中，传感器能够感知到路径上的黑线或者其他颜色差异，然后将这些信号转化为电信号，传递给控制电路。

其次，控制电路是循迹小车的核心部分，它根据传感器接收到的信号，进行相应的逻辑判断和处理，来控制电机的运动。

控制电路一般由集成电路组成，可以通过编程或者硬连线的方式来实现逻辑控制。

当传感器感知到黑线时，控制电路会判断是否需要转弯，根据不同的判断结果，向电机提供不同的控制信号，控制电机的转向和速度。

这样循迹小车就可以根据黑线的走向，做出适当的转弯和速度调整，从而沿着预设的路径行驶。

第三，电机是循迹小车的动力源，它负责驱动车轮的转动。

一般来说，循迹小车采用两个驱动轮，每个驱动轮都有一个电机来驱动。

电机接收控制电路输出的控制信号，根据信号的不同进行相应的运转，从而驱动车轮转动。

当循迹小车需要转弯时，控制电路会向电机提供不同的信号，使得其中一个电机停止或者反向运转，从而实现转弯动作。

通过控制电路对电机的控制，循迹小车可以根据需要改变行进速度和转弯半径，以实现在预设路径上的准确行驶。

综上所述，循迹小车的原理主要包括传感器的感知、控制电路的处理和电机的运转。

通过传感器感知路径上的黑线或其他有色标记，控制电路进行逻辑判断和处理，再通过控制信号控制电机的运动，循迹小车就可以自动地在预设的路径上行驶。

循迹小车的原理简单实用，可以通过调整控制电路和传感器的设置，实现不同场景下的行驶需求，因此在教育、娱乐和实验等领域都有广泛的应用。

智能循迹小车半圆形循迹实现思路与方法智能循迹小车是一种能够自主地在环境中循迹行驶的智能车辆,通常用于探索未知区域或进行任务执行。

半圆形循迹小车是一种特殊类型的循迹小车,其循迹路线通常是半圆形的,可以通过多种方法实现。

在本文中,我们将介绍智能循迹小车半圆形循迹实现思路与方法,并探讨一些相关的技术和应用。

一、智能循迹小车半圆形循迹实现思路智能循迹小车的循迹路线通常是圆形的,因此实现半圆形循迹需要一些特殊的思路和技术。

以下是实现半圆形循迹的一些常见方法:1. 使用传感器和激光雷达使用传感器和激光雷达可以实现智能循迹小车的半圆形循迹。

这些传感器可以检测到车辆周围的环境,并使用激光雷达测量车辆与障碍物之间的距离。

通过计算这些距离,循迹小车可以计算出一条循迹路线,使其在环境中沿着半圆形行驶。

2. 使用GPS和惯性导航系统使用GPS和惯性导航系统可以实现智能循迹小车的半圆形循迹。

这些系统可以测量车辆的位置和速度,并使用惯性导航系统来确定车辆的方向。

通过计算车辆的位置和速度,循迹小车可以计算出一条循迹路线,使其在环境中沿着半圆形行驶。

3. 使用人工设计路线使用人工设计路线可以帮助智能循迹小车实现半圆形循迹。

在人工设计路线中,开发人员可以设计一条循迹路线,使其在环境中沿着半圆形行驶。

这种方法需要一些人工干预,但可以提供更精确的循迹路线。

二、智能循迹小车半圆形循迹实现方法1. 使用传感器和激光雷达使用传感器和激光雷达可以实现智能循迹小车的半圆形循迹。

这些传感器可以检测到车辆周围的环境,并使用激光雷达测量车辆与障碍物之间的距离。

通过计算这些距离,循迹小车可以计算出一条循迹路线,使其在环境中沿着半圆形行驶。

2. 使用GPS和惯性导航系统使用GPS和惯性导航系统可以实现智能循迹小车的半圆形循迹。

这些系统可以测量车辆的位置和速度,并使用惯性导航系统来确定车辆的方向。

通过计算车辆的位置和速度,循迹小车可以计算出一条循迹路线,使其在环境中沿着半圆形行驶。

目录摘要 (2)绪论 (2)2方案设计与论证 (3)2.1 主控系统 (3)2.2 电机驱动模块 (4)2.3 循迹模块 (5)2.4 避障模块 (6)2.5 机械系统 (7)2.6电源模块 (7)3硬件设计 (7)3.1总体设计 (7)3.2驱动电路 (8)3.3信号检测模块 (9)3.4主控电路 (10)4 软件设计 (12)4.1主程序模块 (12)4.2电机驱动程序 (12)4.3循迹模块 (13)4.4避障模块 (15)结束语 (19)致谢 (19)参考文献 (19)智能循迹避障小车李庆滨（德州学院物理系，山东德州253023）摘要利用红外对管检测黑线与障碍物，并以STC89C52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。

其中小车驱动由L298N驱动电路完成，速度由单片机输出的PWM 波控制。

关键词智能小车；STC89C52单片机；L298N；红外对管1 绪论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。

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。

机器人要实现自动导引功能和避障功能就必须要感知导引线和障碍物，感知导引线相当给机器人一个视觉功能。

避障控制系统是基于自动导引小车（AVG—auto-guide vehicle）系统，基于它的智能小车实现自动识别路线，判断并自动避开障碍，选择正确的行进路线。

智能循迹小车队长：黎建峰队员：江福家章春金赛前辅导老师：吴桔生张荣刚林章文稿整理辅导老师：吴桔生摘要设计分为五个模块：单片机最小系统、电机驱动电源、电机驱动电路、红外循迹模块、显示模块。

电机驱动电路用于转向控制；红外循迹模块利用四个光电管，对黑色轨道进行循迹；电机驱动电源利用两个7805提供三路5v电压，一路供给最小系统，一路供给电机驱动电路，一路供给循迹模块。

本设计中为了简化电路，减少小车的负载，利用软件编程的方法控制电机的转速从而控制小车的行驶速度，这是本设计的一大特色。

一、方案论证与比较1、轨迹探测模块设计与比较方案一、使用简易光电传感器结合外围电路进行检测由于光电传感器对行驶过程中的稳定性要求非常高，而且容易受到光线环境和路面介质的影响，误测的几率非常大。

在使用中极易出现问题，给检测和调试造成很大的困难，容易因为检测的失误导致整个系统的不正常工作，所以最终并未采用此方案。

方案二、使用两只stl198光电管把两只光电管分别排列在黑色轨迹的两侧，根据其接收反射光的多少输出高低电平来控制小车的转向，以达到循迹的目的。

但是调试表明，如果两只开关的距离很小，则以约束了小车的速度来达到检测轨迹的目的，如果两只开关的距离太大，则同时传来同一电平信号的几率很大，容易使小车的行驶路线偏离轨道，达不到循迹的目的。

方案三、使用四只stl198光电管分左右两边各两只光电管一排排列，里面的两个距离靠的较远，外面的两个靠的比较近。

当小车脱离轨道时即里面的两个光电管中有一个或者两个都偏离了轨道，等待外面的那两个光电管的任何一个检测到黑线时，做出相应的转向调整。

直到中间的两个开关管的任何一个检测到黑线为止（即回到轨道上）再恢复正向行驶。

现场调试表明，小车在行驶中虽然出现摇摆（各个光电管间的距离达到1厘米），但是基本上能准确地达到循迹目的。

综合考虑实际中光电管的安装，考虑小车的行驶速度和循迹准确性，我们最终选择了方案三。

单片机应用——智能循迹小车设计智能循迹小车是一种基于单片机技术的智能机器人，它可以自动跟随线路进行行驶，具有很高的应用价值，被广泛地应用在工业控制和家庭娱乐等领域。

本次智能循迹小车的设计采用的是AT89C51单片机，通过巧妙的编程和外接传感器的配合来实现小车的自动识别和跟踪线路的功能。

下面我们来具体阐述一下智能循迹小车的设计过程。

一、硬件设计智能循迹小车的硬件系统包括电机驱动电路、传感器电路、控制板电路、电源电路等几个部分。

其中，电机驱动电路是实现小车行驶的关键，它通过外接减速电机来带动小车的轮子，从而实现前进、后退、转弯等基本动作。

传感器电路则用来检测小车当前所处的位置和前方的路况，从而将这些信息传递给单片机进行处理。

控制板电路是整个硬件系统的核心部分，它包括AT89C51单片机、EEPROM存储器、逻辑电路等。

其中，AT89C51单片机是控制整个系统的“大脑”，它通过编写相应的程序来实现小车的跟踪功能。

EEPROM存储器则用来保存程序和数据，以便实现数据的长期存储。

逻辑电路则用来实现各个硬件组件之间的协调工作，从而保证整个系统的正常运转。

二、软件设计软件设计是智能循迹小车系统中最为关键的一环，它直接决定了小车的行驶效果。

为了实现小车的自动跟踪功能，我们采用了双路反馈控制系统，并在此基础上进行了进一步优化和改进。

具体来说，我们先使用PID算法对传感器采集到的数据进行处理，得到当前位置和偏差值。

然后再通过控制电机的转速和方向，使小车能够自动跟随线路前进。

三、应用价值智能循迹小车是一种非常实用的机器人，它具有很高的应用价值。

例如，在农业生产中，可以利用智能循迹小车来进行田间作业，大大提高工作效率和质量；在家庭娱乐方面，智能循迹小车可以作为一种智能玩具，为人们带来更加丰富的娱乐体验。

四、总结通过本次智能循迹小车的设计，我们不仅深入了解了单片机及传感器的原理和应用，而且具备了一定的硬件和软件开发能力。

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 STC89C52单片机 L298N 红外光对管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。

2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。

3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。

使用红外光电对管，其结构简明，实现方便，成本低廉，没有复杂的图像处理工作，因此反应灵敏，响应时间少。

智能小车循迹原理智能小车是一种集成了自动驾驶技术的智能装置，可以根据预设的路径自主行驶。

其中，循迹技术是智能小车实现自主导航的重要原理之一。

循迹技术通过识别地面上的标记，从而准确地跟踪路径，保证智能小车沿着正确的方向行驶。

循迹技术的实现离不开传感器的支持。

智能小车通常会装备红外线传感器、摄像头、激光雷达等设备，用于感知周围环境和地面标记。

当智能小车行驶时，传感器会不断地扫描周围环境，并将获取的数据传输给主控制系统进行处理。

在循迹技术中，最常用的方法是利用地面上的黑线作为路径标记。

智能小车会通过摄像头或红外线传感器来扫描地面，识别黑线的位置和方向。

一旦检测到黑线，智能小车就会根据预先设定的算法调整车轮的方向，使车辆朝着黑线的方向行驶。

除了黑线外，智能小车还可以通过其他形式的地面标记来进行循迹。

例如，使用特定颜色的标记、条纹、图案等都可以作为路径标记，帮助智能小车准确地跟踪路径。

循迹技术的关键在于算法的设计。

智能小车需要通过算法来处理传感器获取的数据，判断车辆当前位置和方向，以及需要调整的行驶方向。

各种不同的算法可以应用于循迹技术中，例如PID控制算法、神经网络算法等，以实现精准的循迹效果。

除了传感器和算法外，智能小车循迹还需要考虑实际的环境因素。

例如，地面上的标记可能会受到污染、磨损等影响，导致识别错误；路面的光照条件、摩擦力等也会对循迹效果产生影响。

因此，智能小车循迹技术的稳定性和可靠性是需要不断优化和调整的。

总的来说，智能小车循迹技术是一项复杂而精密的技术，涉及传感器、算法、环境因素等多个方面。

通过合理的设计和优化，智能小车可以实现高效、准确地循迹行驶，为人们的出行、物流等提供便利和效率。

希望随着科技的不断进步，智能小车循迹技术能够不断完善，为人类带来更多的便利和惊喜。

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路高速10位A/D转换(250K/S),针对电机控制，强干扰场合。

小车避障：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。

它的灵敏度可以调节，检测距离比较远，可以达到20cm。

当前面有障碍物靠近时，接收端受到足够的反射光，则输出端呈高电平，反之，若前面没有障碍物或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。

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，和循迹传感器工作原理基本相同，利用物体的反射性质。

在一定范围内，如果没有障碍物，发射出去的红外线，因为传播距离越远而逐渐减弱，最后消失。

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，单片机进行一系列的处理分析，协调小车两轮工作。

下图为光电开关连接图：利用红外传感器进行“前进-倒退-转向”避障.在车的头部安装光电开关E3F-DS10C4，小车采用左右轮分别驱动。

小车进入障碍区后，在距离障碍物10cm到20cm的地方就可以检测到前面有障碍物（改变光电开关的灵敏度可改变最远检测距离），然后小车刹车停止，并调整角度，车头右偏一个角度，其方法是小车在前进制动过程中，先制动右轮，这样左轮转动快，使小车右转，并制动停止，随后小车加速后退，然后制动，在制动过程中，先制动右轮，左边快而使车头左偏，小车再前进，检测前方是否有障碍物。

智能循迹小车设计开题报告智能循迹小车设计开题报告一、引言智能循迹小车是一种基于人工智能技术的智能机器人，能够通过感知周围环境并自主导航，实现沿着预定轨迹行驶的功能。

本文将介绍智能循迹小车设计的目的、背景和意义，以及研究方法和预期成果。

二、设计目的智能循迹小车的设计目的是通过利用现代科技手段，实现自主导航的机器人，以满足人们对智能化生活的需求。

通过该项目的研究，可以深入了解人工智能、机器人技术的应用，同时为智能交通、自动驾驶等领域的发展提供参考。

三、背景和意义随着科技的不断进步，人们对智能化产品的需求越来越高。

智能循迹小车作为一种智能机器人，具有多种潜在应用场景。

例如，可以用于室内导航、仓库物流、智能家居等领域，帮助人们提高生活和工作效率。

此外，智能循迹小车的研究还可以推动人工智能技术的发展，促进机器人技术的应用和创新。

四、研究方法本项目将采用以下研究方法：1. 系统设计：通过对智能循迹小车的整体结构和功能进行设计，确定所需硬件和软件组件，并进行系统集成。

2. 传感器技术：利用各类传感器，如红外线传感器、摄像头等，实现对环境的感知和数据采集。

3. 机器学习算法：采用机器学习算法，如深度学习、强化学习等，对采集到的数据进行分析和处理，实现智能导航和循迹功能。

4. 硬件调试和优化：通过对硬件电路的调试和优化，提高智能循迹小车的性能和稳定性。

5. 实验验证：设计实验场景，对智能循迹小车进行测试和验证，评估其性能和可靠性。

五、预期成果本项目的预期成果包括：1. 智能循迹小车原型：设计并制作出一台具备智能导航和循迹功能的小车原型。

2. 系统性能评估：通过实验验证和性能测试，评估智能循迹小车的导航精度、速度、稳定性等指标。

3. 技术应用推广：将智能循迹小车的设计和研究成果应用于实际场景，推动智能交通、自动驾驶等领域的发展。

六、研究计划本项目的研究计划如下：1. 需求分析和系统设计：对智能循迹小车的需求进行分析，并进行整体系统设计。

智能小车循迹原理智能小车循迹技术是一种基于光电传感器的自动导航技术，通过对地面反射光的检测和分析，实现小车在指定轨迹上行驶的能力。

本文将从传感器原理、信号处理和控制系统三个方面详细介绍智能小车循迹的工作原理。

一、传感器原理智能小车循迹系统主要依靠光电传感器来感知环境，其中常用的光电传感器有红外线传感器和光敏电阻传感器。

红外线传感器是最常见的一种传感器，其工作原理是通过发射和接收红外线来检测地面上的黑线或白线。

当传感器上方是黑线时，地面会吸收红外线，传感器接收到的光强较低；当传感器上方是白线时，地面会反射红外线，传感器接收到的光强较高。

通过检测光强的变化，系统可以确定小车当前位置，以便进行相应的控制。

光敏电阻传感器则是通过光敏电阻的电阻值随光照强度变化来实现检测。

当地面上有黑线时，光敏电阻接收到的光照较强，电阻值较低；当地面上是白线时，光敏电阻接收到的光照较弱，电阻值较高。

通过检测电阻值的变化，系统可以判断小车当前所在位置。

二、信号处理传感器感知到的光信号需要经过一系列的处理和分析，以提取有用的信息。

首先，传感器采集到的光信号需要进行放大和滤波处理，以提高信号的稳定性和可靠性。

接着，通过比较传感器输出信号与设定的阈值，判断当前检测到的是黑线还是白线。

最后，根据检测结果，系统会输出相应的电信号给控制系统，以实现对小车运动的控制。

三、控制系统智能小车循迹系统的控制系统通常由微控制器或单片机来实现。

控制系统根据传感器感知到的信号，判断小车当前位置及偏离轨迹的程度，并根据预设的算法进行相应的控制。

当小车偏离轨迹时，系统会根据传感器的输出信号控制电机的转速和方向，使小车重新回到指定轨迹上。

同时，控制系统还可以实现其他功能，如避障、避免碰撞等。

总结：智能小车循迹原理是基于光电传感器的自动导航技术，通过对地面反射光的检测和分析，实现小车在指定轨迹上行驶的能力。

传感器原理主要是利用红外线传感器或光敏电阻传感器来感知地面上的黑线或白线。

循迹小车的工作原理
循迹小车是一种具有自动导航能力的智能机器人，它可以实现自动避障、路径规划以及自动跟踪。

循迹小车的原理是利用光线强度或颜色变化来识别路径，从而实现路径的跟踪。

循迹小车的组成是由控制器、电机和传感器等部件组成的，而这些部件的复杂性和功能强度使其能够实现各种功能。

循迹小车的控制器是一种芯片，其负责处理小车运行中发生的各种事件，这种控制器可以识别光线的强度及小车前进的方向，从而控制小车遵从某个特定路径前进。

循迹小车的电机是一种转动单元，它可以根据传感器的信号调节小车的速度和方向，以便小车能够遵循正确的路径。

此外，电机还可以调节小车的转向角度，使小车能够沿着特定的路径前进。

循迹小车的传感器是检测外界信号的设备，它可以检测到地面上的特定光线强度或颜色变化，并根据这些信号来决定小车的前进方向。

例如，当小车探测到地面上的特定颜色时，可以给小车发送一个信号，指示小车右转或者左转。

此外，这种循迹小车还可用于自动避障，通过距离传感器的帮助，小车可以识别障碍物的位置，并尽可能地避开它们。

总而言之，循迹小车是一种非常先进而又实用的机器人。

它可以根据光线强度或颜色变化来识别道路，以及通过距离传感器识别障碍物，从而实现自动导航。

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