自動(dòng)跟蹤電動(dòng)車測控系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1。課題背景及意義1.1課題研究背景、目的及意義 近年來，智能汽車作為近代的一項(xiàng)新發(fā)明，已成為世界車輛工程領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)和汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展的新動(dòng)力。它可以在環(huán)境中按預(yù)設(shè)模式自動(dòng)運(yùn)行，無需人工管理，可用于科學(xué)探索、無人車、無人工廠、倉庫、服務(wù)機(jī)器人等。智能小車可實(shí)時(shí)顯示時(shí)間、速度、里程，具有自動(dòng)跟蹤、尋光、避障功能，遠(yuǎn)程控制行駛速度，精準(zhǔn)定位停車，遠(yuǎn)程圖傳。在自動(dòng)跟蹤小車測控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，基于單片機(jī)控制技術(shù)，通過傳感器給出的信號驅(qū)動(dòng)兩臺直流電機(jī)正反轉(zhuǎn)，從而實(shí)現(xiàn)小車的正確運(yùn)行。車找到白地上的黑線。小車的跟蹤和避障功能在生產(chǎn)生活中有著廣泛的用途。例如，可用于大型生產(chǎn)車間的物流系統(tǒng)，貨物按照預(yù)設(shè)路線運(yùn)輸，自動(dòng)避開障礙物，使工作更安全、更高效。 1.2 Title 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀與趨勢 目前，智能汽車的研究主要集中在提高汽車的安全性和舒適性，以及提供優(yōu)秀的人車交互界面等方面。智能化、IT化、新能源是未來智能汽車發(fā)展的趨勢。 2017年12月2日，深圳無人駕駛巴士正式上路，從深圳福田穿梭。支持這種無人駕駛的“阿爾法吧-智能駕駛巴士系統(tǒng)”是中國公司自主研發(fā)的無人駕駛系統(tǒng)。目前已實(shí)現(xiàn)自動(dòng)駕駛下的行人、車輛檢測、減速避讓、急停、障礙物等。繞行、變道、按站自動(dòng)停車等功能。

自動(dòng)跟蹤電動(dòng)車系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是智能跟蹤車中最常見的功能。在全國乃至國際大學(xué)生智能汽車競賽中，往往會增加設(shè)計(jì)難度。例如，不使用光電管、紅外等視覺傳感器或激光掃描檢測線，而是采用電磁模塊檢測埋在中間黑線下方的漆包線，供賽車檢測賽道；正確檢測現(xiàn)場燈光，實(shí)現(xiàn)夜間駕駛；非勻速駕駛記憶算法的創(chuàng)新；圖像采集處理的重要性等。我們可以讓它實(shí)現(xiàn)WIFI控制、藍(lán)牙傳輸、自動(dòng)報(bào)警、紅外遙控等功能，實(shí)現(xiàn)更智能的電動(dòng)汽車設(shè)計(jì)。功能逐漸強(qiáng)大，也適用于快速發(fā)展的智能汽車行業(yè)。當(dāng)今汽車行業(yè)在人工智能領(lǐng)域飛速發(fā)展，智能汽車遍地開花。 1,3 設(shè)計(jì)思路及技術(shù)路線 通過紅外線追蹤黑色路線，將接收到的信號傳送給單片機(jī)，使控制車無偏差運(yùn)行。當(dāng)汽車沿著道路的黑色軌道行駛，遇到障礙物時(shí)，傳感器檢測到信號確認(rèn)前方有障礙物，并將信號傳送給單片機(jī)。實(shí)施避障。為了實(shí)現(xiàn)這一功能，需要設(shè)置跟蹤模塊和避障模塊，向單片機(jī)發(fā)送信號，驅(qū)動(dòng)電機(jī)準(zhǔn)確驅(qū)動(dòng)。技術(shù)路線如圖1.3：檢測信號單片機(jī)驅(qū)動(dòng)電機(jī)圖1.3 技術(shù)路線2、主要設(shè)計(jì)內(nèi)容2.1 主要設(shè)計(jì)內(nèi)容該車有五個(gè)主要部件：障礙物避讓模塊、跟蹤模塊、驅(qū)動(dòng)模塊、單片機(jī)控制模塊、電源模塊。

避障模塊：采用超聲波控制，可準(zhǔn)確檢測周圍障礙物?？焖俑櫮Ｊ剑翰捎眉t外精準(zhǔn)檢測，減少路徑誤差，實(shí)現(xiàn)均勻穩(wěn)定運(yùn)行。單片機(jī)：編程控制電機(jī)相應(yīng)動(dòng)作。供電模塊：使用5個(gè)1.5V干電池為單片機(jī)、驅(qū)動(dòng)器和電機(jī)供電。電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊：只需使用一個(gè)直流電機(jī)，一塊驅(qū)動(dòng)板可以同時(shí)驅(qū)動(dòng)2個(gè)直流電機(jī)。本設(shè)計(jì)通過設(shè)計(jì)電路圖、硬件連接、軟件編程和最終調(diào)試完成。 2.2 總體設(shè)計(jì)方案圖2.2 單片機(jī)電機(jī)驅(qū)動(dòng)避障模塊跟蹤模塊電源模塊總體設(shè)計(jì)方案系統(tǒng)采用模塊化控制方案。障礙物智能小車控制系統(tǒng)。本設(shè)計(jì)主要由兩臺直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)。周圍信息由跟蹤模塊和避障模塊采集，并發(fā)送至主控單元單片機(jī)。通過編程，將各個(gè)模塊的信號有序、合理的整合在一起，進(jìn)而控制電機(jī)完成相應(yīng)的動(dòng)作。實(shí)現(xiàn)智能控制。 2.3 設(shè)計(jì)的預(yù)期目標(biāo)1.按下啟動(dòng)鍵，小車可以在白地上沿著黑線自動(dòng)勻速行駛，完成一圈追蹤，包括前進(jìn)、左，右，剎車停止，沒有路線偏差。當(dāng)遇到障礙物時(shí)，汽車立即倒車并通過轉(zhuǎn)彎避開障礙物。 2.步行路線的中心點(diǎn)始終與黑線的中心重合。 3.超聲波避障距離小于0.5m.3。工作計(jì)劃及進(jìn)度安排 第1周，收集畢業(yè)設(shè)計(jì)相關(guān)材料，準(zhǔn)備畢業(yè)翻譯和開題報(bào)告。第二周，確定畢業(yè)設(shè)計(jì)的總體方案，保證其合理性。第三周，寫開題報(bào)告，確認(rèn)后提交。結(jié)構(gòu)與工作原理 第 5 周 根據(jù)控制要求初步確定使用的元器件 第 6 周 復(fù)習(xí)單片機(jī)相關(guān)知識，完成所需硬件相關(guān)的電路設(shè)計(jì) 第 7 周 確定電路原理圖并進(jìn)行仿真 第 8 周 硬件組裝 9幾個(gè)星期來寫程序。 10周使用電腦軟件初步調(diào)試程序。 11周與智能汽車的硬件部分配合，完善功能以滿足設(shè)計(jì)要求。 12周測試并記錄智能汽車的性能。 13周寫畢業(yè)設(shè)計(jì)論文。 14周導(dǎo)師審核確認(rèn)后，第15周完成畢業(yè)論文車用蓄電池管理系統(tǒng)，提前準(zhǔn)備畢業(yè)設(shè)計(jì)答辯，第16周完成畢業(yè)設(shè)計(jì)答辯。 4. 可行性分析4.1 技術(shù)可行性單片機(jī)：使用簡單，軟件編程靈活，成本低。

對于本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求，使用單片機(jī)足以滿足其算法和控制功能。跟蹤模塊：使用紅外發(fā)射管和接收管檢測和發(fā)射信號。紅外線發(fā)射管發(fā)射紅外線。當(dāng)發(fā)射的紅外線撞擊白色平面時(shí)，它們會被反射。如果紅外接收管能接收到反射光，就會檢測到白線，然后輸出低電平。檢測到黑線，然后輸出高電平。這樣的傳感器可以滿足要求。驅(qū)動(dòng)模塊：L298N為H橋驅(qū)動(dòng)車用蓄電池管理系統(tǒng)，高壓大電流，對應(yīng)頻率高。一塊L298N可以控制兩臺直流電機(jī)，它還有一個(gè)控制使能端。將該模塊用作電機(jī)驅(qū)動(dòng)，具有操作方便、穩(wěn)定性好、性能優(yōu)良等優(yōu)點(diǎn)。電機(jī)：采用直流減速電機(jī)。直流減速電機(jī)扭矩大、體積小、重量輕、組裝簡單、使用方便。由于原來的動(dòng)力是由內(nèi)部的高速電動(dòng)機(jī)提供的，它驅(qū)動(dòng)變速（減速）齒輪組，可以產(chǎn)生很大的扭矩。調(diào)速采用PWM調(diào)速方式，通過單片機(jī)的輸出端輸出高電平脈寬及其占空比來控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速，從而控制小車的速度。自動(dòng)跟蹤電動(dòng)汽車測控系統(tǒng)已經(jīng)發(fā)展比較成熟。有很多成熟的方案可供參考。該方案的可行性和成功性非常大。 4.2 小車底板經(jīng)濟(jì)可行的AS-2WD鋁合金移動(dòng)平臺，采用單片機(jī)為主控制器，超聲波避障紅外跟蹤，65CS舵機(jī)驅(qū)動(dòng)，L298N作為直流電機(jī)，整個(gè)系統(tǒng)價(jià)格合理，經(jīng)濟(jì)適用，具有一定的應(yīng)用價(jià)值。

4.3 現(xiàn)有的工作條件是可行的。學(xué)校實(shí)驗(yàn)室有相應(yīng)的工具和測試儀器，可以方便我們進(jìn)行硬件組裝和軟件編程。學(xué)生有相應(yīng)的知識庫，教師有工作經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)指導(dǎo)能力。指導(dǎo)我們完成這項(xiàng)任務(wù)。參考文獻(xiàn) [1] 曹建平，雷丹，郭磊．基于電感式數(shù)字傳感器的自動(dòng)跟蹤智能小車控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].自動(dòng)化技術(shù)與應(yīng)用,2017(12).[2]劉小萌.基于的智能跟蹤小車控制算法設(shè)計(jì)[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用,2017(27) .[3]王瑞奇.基于單片機(jī)的多功能智能汽車設(shè)計(jì)[J].國外電子測量技術(shù),2017(07).[4]黃健,董三豐,王麗萍.基于自動(dòng)跟蹤的智能小車設(shè)計(jì)[J]. 微特電機(jī), 2017(06).[5] 王輝, 華成. 速度差比例調(diào)節(jié)的小車設(shè)計(jì)[J]. 數(shù)字技術(shù)與應(yīng)用, 2017(05).[6] 劉歡, 賈鶴鳴, 朱傳旭, 楊澤文, 莫沖. 智能跟蹤小車系統(tǒng)設(shè)計(jì)創(chuàng)新訓(xùn)練[J]. 科教文匯(前十天) ), 2017(05).[7] 周樹娟. 基于單片機(jī)的智能追蹤小車設(shè)計(jì)方案[J]. 工業(yè)技術(shù)與職業(yè)教育2011, No. 9 Vol.2. [8] 韓毅，楊天?；贖CS12單片機(jī)的智能跟蹤模型車設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].學(xué)術(shù)期刊, 2008, 29 (18）.[9] 于連國, 李偉, 王艷偉. 基于單片機(jī)的智能小車設(shè)計(jì)[J]. 林業(yè)機(jī)械與木工裝備, 2011,第四期.[11]李宇科,劉宇.國內(nèi)智能網(wǎng)聯(lián)汽車發(fā)展現(xiàn)狀與建議[J].汽車及零部件,2016(41).[12]郭旭.視角下的無人駕駛?cè)斯ぶ悄芗夹g(shù)分析與展望[J].電子世界,2017(20).[13]李鑫,向強(qiáng).片上[A]. of 2015,(2015)) [C] . 2015[14] 葉曉東. The and Car based on Scm[A].2011 on ,, and (CCCA 2011 V2）[C].2011[15] Cui, Chao Zhang,王劍鋒, 張坤. 論路徑[J]. and , 2011(63)

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