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智能小车系统

专家
2013-01-04 09:24:28    评分

作者:金陵科技学院 叶稳定 王玲 张文灏
指导教师:姚健东

  作品简介

  智能小车研究也是智能交通系统ITS的关键技术。目前,国内的许多高校和科研院所都在进行ITS关键技术、设备的研究。随着ITS研究的兴起,我国已形成一支ITS技术研究开发的技术专业队伍。并且各交通、汽车企业越来越加大了对ITS及智能车辆技术研发的投入,整个社会的关注程度在不断提高。交通部已将ITS研究列入“十五”科技发展计划和2010年长期规划。相信经过相关领域的共同努力,我国ITS及智能车辆的技术水平一定会得到很大提高。

  本系统在硬件设计方面,以STC15单片机为控制核心,以寻迹轨道、红外避障报警为辅。当遇到障碍会提前报警并且自动避障,在软件方面,利用C语言进行编程,通过软件编程来控制小车运转。当驾驶员疲劳驾驶的时候打开小车避障系统,当距离障碍一定距离的时候,避障系统会发出警报,以确保安全驾驶

  该小车能自动循迹,自动避障并发出警报,有一定的实用价值。

  被系统选用STC15本设计以两直流电动机为主驱动,通过各类传感器件来采集各类信息,送入主控单元STC15F2K60S2单片机处理数据后完成相应动作,以达到自身控制。电机驱动电路采用H桥驱动模块--双L298步进/直流电机驱动板,能同时驱动4个直流电机和2个步进电机;避障采用漫反射式光电开关来完成,自动寻迹采用红外发射管和接收管光电对管寻迹传感器完成,最后由控制单元处理数据后通过编程有序合理的将各模块信号整合在一起并完成相应动作,实现了智能控制,相当于简易机器人。

  平台选型说明

  单片机开发板:STC15F2K60S2单片机算术运算功能强,软件编程灵活、自由度大,功耗低、体积小、技术成熟,成本也比ARM低。

  设计说明

  本课题要开发一个能自动循迹自动避障紧急情况报警的智能小车控制系统,设主要以简易智能机器人为开发平台,选择通用、价廉的STC15单片机为控制平台,选择常见的电机模型车为机械平台,通过细化设计要求,结合传感器技术和电机控制技术相关知识实现小车的各种功能。设计完成以由红外线对管的自动寻迹、红外线自动避障组成的硬件模块结合软件设计组成多功能智能小车,共同实现小车的前进倒退、转向行驶,自动根据地面黑线寻迹导航,检测障碍物后发出报警等功能,实现智能控制,达到设计目标。

  设计完成以由红外线对管的自动寻迹、红外线自动避障组成的硬件模块结合软件设计组成多功能智能小车,共同实现小车的前进倒退、转向行驶,自动根据地面黑线寻迹导航,检测障碍物后发出报警等功能,实现智能控制,达到设计目标。

  本设计以两直流电动机为主驱动,通过各类传感器件来采集各类信息,送入主控单元STC15F2K60S2单片机处理数据后完成相应动作,以达到自身控制。电机驱动电路采用H桥驱动模块--双L298步进/直流电机驱动板,能同时驱动4个直流电机和2个步进电机;避障采用漫反射式光电开关来完成,自动寻迹采用红外发射管和接收管光电对管寻迹传感器完成,最后由控制单元处理数据后通过编程有序合理的将各模块信号整合在一起并完成相应动作,实现了智能控制,相当于简易机器人。

  根据设计的作品要达到的效果,本系统以STC15为核心控制器,主要由电源模块、电机驱动模块、寻迹模块、自动避障模、提前预警模块构成。系统的结构框图如上图1所示。

  系统以STC15为核心控制器,采用直流减速电机,很方便的就可以实现通过单片机对直流减速电机前进、后退、停止等操作.双电源供电,通过两个独立的电源分别对单片机和直流减速电机进行供电.用漫反射式光电开关进行避障,只需要简单检测障碍物,让智能小车顺利绕过障碍,回到预定的设定路径便可。

  利用寻迹来引导小车到达用户所指定的地点,红外发射管发出红外线,当发出的红外线照射到白色的平面后反射若红外接收管能接收到反射回的光线则检测出白线继而输出低电平,若接收不到发射管发出的光线则检测出黑线继而输出高电平。

  作品特色

  循迹算法思路:小车车体前端向下置5 个光电对管,保证中间位置的对管始终被循迹线遮住,若相对中间位置偏左则提高左轮的电机PWM 输出,使其向右偏移,达到我们期望的中间位置;反之,要提高右轮电机的PWM 输出

  以STC15单片机为控制核心,结合光电对管寻迹传感器、漫反射式光电开关进行避障和电机控制模块实现小车的自动寻迹功能(按路面的黑色轨道行驶),自动避障、提前预警功能

  以STC15单片机为控制核心,以寻迹轨道、红外避障报警为辅。当遇到障碍会提前报警并且自动避障,在软件方面,利用C语言进行编程,通过软件编程来控制小车运转。当驾驶员疲劳驾驶的时候打开小车避障系统,当距离障碍一定距离的时候,避障系统会发出警报,以确保安全驾驶。

  智能小车,是一个集环境感知、规划决策,自动行驶等功能于一体的综合系统,它集中地运用了计算机、传感、信息、通信、导航、人工智能及自动控制等技术,是典型的高新技术综合体。

  该小车能自动循迹,自动避障并发出警报,有一定的实用价值。

系统演示视频:http://v.eepw.com.cn/video/play/id/2283




关键词: 智能     小车     系统     设计     单片机     控制     寻迹     避障         

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