开题报告——智能车自动循迹基本方法研究

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1、南通大学本科生毕业设计（论文）开题报告学生姓名齐迪学号1112021024专业电气工程 及其自动 化（本一J课题名称智能车自动循迹基本方法研究阅读文献国内文献12 篇开题LI期2014年12月29日情况国外文献3篇开题地点南通大学文献综述与调研报告：（阐述课题研究的现状及发展趋势，木课题研究的意义和价值、参考文献）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 的环境里白动的运作，无需人为管理，便可以完成预期所要达到的或是更高的日标。同遥控小车 不同，遥控小车需要人为控制转向、启停和进退，比较先进的遥控车还能控制其速度，而智能小 车，则可以通过计算机编稈来实现

2、其对行驶方向、启停以及速度的控制，无需人工干预，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T智能及白动控制等技术，是典型的高新技术综合体。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：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 Electronics公 司研究开发了世界上第台自主引导车系统AGVS （Automated Guided Vehicle System）第二阶段 从80年代中后期开始，世界主要发达国家对智能车辆开展了卓有成效的研究。在 欧洲，普

3、罗米修斯项目开始在这个领域的探索。在美洲，美国成立了国家fl动高速公路系统联盟 （NAIISC）o在亚洲，口本成立了高速公路先进巡航/辅助驾驶研究会。第三阶段 从90年代开始，智能车辆进入了深入、系统、大规模研究阶段。最为突出的是， 美国卡内基.梅隆大学（Carnegie Mellon University）机器人研究所一共完成了 Navlab系列的 10台自主车（NavlablNavlablO）的研究,取得了显著的成就。相比于国外，我国开展智能车辆技术方面的研究起步较晩，开始于20世纪80年代。而且大 多数研究处在于针对某个单项技术研究的阶段。虽然我国在智能车辆技术方面的研究总体上落后 于发

4、达国家，并且存在一定得技术差距，但是我们也取得了一系列的成果，主要有：（1）第一汽车集团公司和国防科技大学机电工稈与H动化学院与2003年研制成功我国第 一辆自主驾驶轿车。（2）南京理工大学、北京理工大学、浙江大学、国防科技大学、清华大学等多所院校联合研制 了 7B. 8军用室外白主车，该车装有彩色摄像机、激光雷达、陀螺惯导定位等传感器。可以预计，我国飞速发展的经济实力将为智能车辆的研究提供一个更加广阔的前景。因此， 对智能小车进行深入细致的研究，不但能加深课堂上学到的理论知识，更能将理论转化为实际运 用，为将来打下坚实的基础。电动智能小车的研究、开发和应用涉及、传感技术、电气控制工程、智能控

5、制等学科，智能 控制技术是一门跨学科的综合性技术，当代研究I分活跃，应用LI益广泛的领域。木课题所设计 的智能电动小车能沿着黑线白动行驶，既具有操作机(机械木体)、控制器、玄流电机驱动器和检 测传感装置，是一种仿人操作、白动控制、可重复编稈、能在三维空间完成灵活运动的白动化电 了生产设备。随着T业电了自动化的不断发展,T业机器人被广泛应用于T业生产的各个部门，如采掘、喷 涂、焊接、医疗等备大领域。由于工业机器人的出现，它不断替代了人们的繁重劳动，大大提高了 劳动生产率，减轻了人们的劳动强度，此外,它能在高温、低温、深水、宇宙、放射性和其他有毒、 污染环境条件下进行操作，日益体现出它的优越性电动

6、智能控制小车模拟机器人的运作，可以通过自己的动手排除故障，更加可以给学生一个 实践操作的空间，加强学生的动手能力和思维能力。在制作的产品中，发现一些比较符合实际应用的电动小车玩具，而且成本低廉，能够运用于 实际生产并且有一定的新颖度，在社会有一定的需求。在制作中提高白身对社会需求方向的灵敏 度，发现商机，为白己以后实现创业这个宏伟的目标中打下一个坚实的基础。主要参考文献：1 曾增烽，刘浩，李雪，基于51单片机的串行通信协议的实现J,中国矿业大学信电学院，221008；2 . 赵海兰，基于单片机的红外遥控智能小车的设计J,无线互联科技-2011年3期；3 . 何立民单片机技术的现状与未来J计算机

7、报1995年No： 30；4 . 周淑姐，基于单片机智能寻迹小车的设计方案J,工业技术与职业教育-2011年6月第9卷第2期；5 韩毅，杨天.基于HCS12单片机的智能寻迹模型车的设计与实现J 学术期刊，2008, 29 (18)： 1535-1955；6 ,于连国，李伟，王妍玮，基于单片机的智能小车设计J,林业机械与木工设备-2011年4期；. 赵振徳，多功能遥控智能小车的制作J,电了制作-2011年4期；8 . 刘志名电路分析J西安电了科技大学出版社,20009 .壬丽敏电路仿真与实验J哈尔滨工程大学出版社,200010 .力文略单片机原理与应用J重庆大学出版社,200411 .罗志增，蒋

8、静坪循迹小车感觉与多信息融合M.北京:机械工业出版社,2003:1-10. 吴林.智能循迹小车主题型号工作的冋顾J.循迹小车技术与应用，2001:6-9.13 .Rowel 0 Atienza, Marcelo II. Ang Jr. A Flexible Control Architecture for MobileRobots: An Application for a Walking RobotJ. Journal of Intel 1igent and Robotic Systems, Springer Netherlands, 2001,1(30), 2948.14 M. J Pot

9、asek andGP. Agrawal, Single-Chip microcomputer data / Prepared by Technical Informat ion Center. IEEE J. Quantum Electron, 1995, Vol. 31, No. I, 183-189.15 . Zhu, W., Ruan, II. Design and research of solar photovoltaic power generation controler based on 89C51 microcontroller. Advanced Materials Res

10、earch 345, 2011, pp. 6669.二 木课题的基木内容，预计解决的难题本课题主要开发一个能自动循迹，自动避障，超声波测距和红外遥控的智能小车控制系统。设计主要以简易智能机器人为开发平台，选择通用、价廉的STC89C51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 小车的乞种功能。设计完成以由红外线对管的H动寻迹、红外线H动避障避悬崖、超声波测距、 红外线遥控纟fl成的硬件模块结合软件设计纟R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，检测障碍物或悬崖后停止，红外人T遥控等功能

11、，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STC89C51 单片机处理数据后完成相应动作，以达到白身控制。电机驱动电路采用H桥驱动模块一双L298步 进/肓流电机驱动板,能同时驱动4个真流电机和2个步进电机；避障和避悬崖采丿I红外光电开 关来完成，H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，超声波测距采用超声波 发射器和接收器经锁相环电路检波完成，最后由控制单元处理数据后通过编稈有序合理的将乞模 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。预计解决的难题：（一）由于传感器敏感度和距离都有限制，寻找更

12、好的办法使传感器更加灵敏并使小车正 确行驶。（二）白动避障的实现。三课题的研究方法、技术路线1. 准备工作 认真详细的阅读任务书，深刻了解主要的内容和要求。 查阅与智能小车相关的书籍，了解智能小车的工作原理。 了解历年全国大学生电了竞赛有关智能小车的资料。 根据控制要求初步确定所使用的元器件。 复习单片机的相关知识，杏阅与所需便件相关的电路设计。2. 实施步骤 明确控制要求，绘制电路连接图。 参考文献，检杏电路图的正确性。 根据电路连接图焊接电路板，制作智能小车模型。 分析操作流程，绘制程序流稈图。 编写程序代码。 运用电脑软件初步对程序进行调试。 配合智能小车硬件部分，并完善功能，达到设计要

13、求。3. 设计方案（1）电机单元方案采用直流减速电机。直流减速电机转动力矩大，体积小，重量轻，装配简单，使用方便，小 车电机内部装有减速齿轮组，所以并不需要考虑调速功能，很方便的就可以实现通过单片机 对右流减速电机前进、后退、停止等操作。（2）电源单元方案方案二：采用双电源供电，通过两个独立的电源分别对单片机和育流减速电机进行供电，此 方案的优点是，减少波动，稳定性比较好，可以让小车更好的运作起来，唯一的缺点就是会增加 小车的重量。（3）避障方案用漫反射式光电开关进行避障。光电开关的工作原理是根据光线发射头发出的光束，被物体 反射，其接收电路据此做出判断反应，物体对红外光由同步冋路选通而检测物

14、体的有无。当有光 线反射冋来时，输出低电平。当没有光线反射冋来时，输出高电平。（4）寻迹单元方案利用寻迹来引导小车到达用户所指定的地点。采用红外发射管和接收管光电对管寻迹传感器。 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 冋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。四研究工作条件和基础运动模块、计算机、软件系统、实验平台五、进度计划工作内容起讫口期3.9-3.15环境感受信息获取方案设计，完成开题答辩3.16-4.6数据分析4.7-4.11毕业设计中期检查4.14-5.18自主决策实现5.19-5.26撰写毕业设计说明书5.27-6.6修改完善毕业设计说明书，进行毕业设计成果验收论文阶段完成 日期文献调研完成H期论文实验完成口期撰写论文完成日期评议答辩完成LI期指 导 教 师 评 语导师签名：年月 口教 研 室见教研室主任签名：年月 日学院 意见通过开题（）开题不通过（）教学院长签名：年月 L1注：1、学院可根据专业特点，可对该表格进行适当的修改。