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1、基于激光智能车的设计基于激光智能车的设计摘要：整个小车平台主要以51单片机为控制核心，通过无线遥控实现前进后退和转向行驶；通过红外线传感器,实现小车的自适应巡航、避障等功能。设计采用对比选择，模块独立，综合处理的研究方法。通过翻阅大量的相关文献资料，分析整理出有关信息，在此基础上列出不同的解决方案，结合实际情况对比方案优劣选出最优方案进行设计。将各个调试成功的模块结合到小车的车体上，结合程序，通过单片机的控制，将各模块有效整合在一起，达到所预期的目标，完成最终设计与制作，能使小车在一定的环境中智能化运转。关键词：智能;红外线传感器;自动寻迹;语音控制;综合处理Count With Motor
2、Operation Control Switch Abstract：The whole car platform mainly by 51 single chip microcomputer as control core, through the wireless remote control to realize to drive forward backward and; Through infrared sensors, realize the small car adaptive cruise, obstacle avoidance, and other functions.Inde
3、pendent design USES contrast to choose, module, integrated processing methods. Browse through a large number of relevant literature, analysis and sorting out relevant information, on the basis of this list of different solutions, combined with actual situation compared to plan and select the optimal
4、 design. Finally combine the modules of various debugging success on car body, combined with the program, through the single-chip microcomputer control, to effectively integrate various modules together, achieve the expected goals, complete the final design and production, can make the car intellige
5、nt operation in a certain environment.Key words: Intelligent;Infrared sensor; Automatic tracing;Voice control;Comprehensive treatment引言智能化作为现代社会的新产物，是以后发展的主要方向，可以让它按照预先设定的模式在一个特定的环境中自动的运作，无需人为的管理，便可以完成我们预期所要达到的或者更高的目标。智能车也就是轮式移动机器人，它是一种集环境感知、决策规划、自动行驶等功能于一体的综合智能系统，智能车集中地运用了自动控制、模式识别、传感器技术、汽车电子、电气、计算
6、机、机械等多个学科的知识1 。随着控制技术、计算机技术和信息技术的不断发展，智能车在工业生产和我们日常生活中已经扮演了非常重要的角色。近年来，智能车在野外、道路、现代物流及柔性制造系统中都有广泛的运用，已成为人工智能领域研究和发展的热点。目前，智能车领域的研究已经能够在具有一定标记的道路上为司机提供辅助驾驶系统甚至实现无人驾驶，这些智能车的设计通常依靠特定道路标记完成识别，通过推理判断模仿人工驾驶进行操作2。本文所述智能车就是一种自动导引小车,能够在特定的区域内沿着轨迹自动的行进。1953年，美国Barrett Electric公司制造了世界上第1台采用埋线电磁感应方式跟踪路径的自动导向车，也
7、被称作“无人驾驶牵引车”(automated guided vehicle，简称AGV)。这些自动导向车主要用于自动化仓贮系统和柔性装配系统的物料运输3。20世纪60年代和70年代初，AGV仍采用这种导向方式。但是，20世纪70年代中期，具有载货功能的AGV在欧洲得到了应用并被引入到美国。这些自动导向车主要用于自动化仓储系统和柔性专配系统的物料运输。在20世纪70年代和80年代初，“智能车”的应用领域扩大而且工作条件也变得多样化，因此，新的导向方式和技术得到了更广泛的研究与开发4。自动导向无轨行走车辆常用蓄电池作为动力源，它是机电一体化的典型5。AGV技术在汽车工业上有着广泛的用途，欧洲和美、
8、日等国的汽车生产工业在80年代就开始大量使用AGV技术，现已成为比较成熟的技术。智能车有着极为广泛的应用前景6。结合传感器技术和自动驾驶技术可以实现汽车的自适巡航并把车开得又快又稳、安全可靠；例如当汽车在夜间里行驶的时候，如果汽车装上了红外传感摄像头，这样就能实现了在夜晚的汽车安全驾驶；同样它也可以工作在高空外墙、码头、工厂实验室或易燃、易爆、有毒、有害的恶劣环境里，此外它还能承担起无人的巡逻、监视，物料的运输、厂房的消防灭火等危险任务。同样在日常行车驾驶中，智能车的研发也是有它独特的意义，好比在雾霾阴雨能见度差的天气下，人工驾驶往往会因为视野迷失而发生碰撞，若配置上了这样的传感器，激光传感器
9、雷达引擎会自动搜索检测前面的障碍物，当有危险时，电脑会自动的让汽车停下，那么事故就不会发生了。“飞思卡尔”杯全国大学生智能车大赛是由摩托罗拉旗下飞思卡尔公司赞助并由高等学校自动化专业教学指导委员会负责主办的全国性的赛事，旨在加强大学生的创新意识、团队合作精神和培养学生自主动手的创新能力。此项赛事专业知识涉及控制、模式识别、传感技术、汽车电子、电气、计算机、机械等多个学科，对学生的知识融合和动手能力的培养，以及对高等学校控制及汽车电子学科学术水平的提高，具有良好的推动作用7。首先，韩国借助于我国当前蓬勃发展的汽车工业，致力于全新的智能汽车技术在年轻一代中的跨越式发展，在全世界率先开展了大学生智能
10、汽车竞赛。从概念的引进到实验室研究的实现，再到现在高端领域，例如航天航空、军事、勘探等的应用，这一过程为智能化的全面发展奠定基石。智能化全面的发展是实现其对资源的合理充分利用的一个表现，以尽可能少的投入得到最大的收益，大大提高了工业生产的效率，实现现有工业生产水平从自动化向智能化升级的局面，实现当今智能化发展由高端向大众普及8。其次，以韩国大学生智能汽车竞赛为蓝本，我国也组织了自己国内大学生智能汽车竞赛，旨在加强大学生的实践、创新能力和团队合作精神的培养，也主办了每年一度的全国大学生智能汽车竞赛。随着飞思卡尔智能汽车大赛的影响力加大，全国各类学校踊跃参加此项赛事，场面也越来越壮观，技术上也越来
11、越成熟，各支队伍在技术上的创新也越来越多，对全国高校学子的各项能力发展起到很大的作用。全国大学生智能汽车竞赛已经举办了几届，比赛规模在不断扩大、比赛成绩不断提高、比赛的要求也越来越严格。通过比赛，促进了学校的全面素质教育，培养了大学生的自主动手创新能力、创新意识和团队合作精神，激发了大学生追求科学研究与探索的劲头，倡导理论联系实际、求真务实的学风和团队协作的人文精神，为培养优秀人才打下坚实的基础。1激光智能汽车系统分析与设计1.1设计思路本设计以智能化全面发展的普及与应用为目的，整体开发过程主要简单易懂，所选择的平台与各电子元件也相对恰当合理，无需花费过多的人力财力就能够达到预期所要求各功能的
12、实现，也符合课题研究的意义。设计的理论方案、分析方法及特色与创新点等可以为国内自动运输机器人、采矿勘探机器人、家用自动清洁机器人等自动半自动机器人的设计与普及有一定的参考意义。小车也可以作为玩具的发展对象，为中国玩具市场技术含量的缺乏进行一定的弥补，实现经济收益，形成商业价值。对学生的思维、动手能力以及总结论述等综合能力得到充分锻炼，有利于以后独立及全面的发展。设计主要以简易智能机器人为开发平台，选择通用、价廉的51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、电机控制技术、无线通信技术等相关知识从而实现小车的各种功能。1.2设计要求设计完成以由无线电遥控
13、、红外线对管的自动寻迹、红外线自动避障以及语音控制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，自动寻迹导航，检测障碍物后停止和语音信号的控制等功能，实现智能控制，达到设计目标。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AT89C51单片机，处理数据后完成相应的动作，以达到智能控制。电机驱动电路采用高电压，高电流，四通道驱动的集成芯片L293D；避障采用红外线收发来完成，自动寻迹则采用红外线接收二极管完成；无线遥控则是采用带有PT2272解码的TDL-9915接收模块和带有PT2262编码的TDL9988-4发送模块完成，然而附加功能
14、的语音模块是以柱极式话筒脉冲波经过处理后完成的。最后由控制单元处理数据后通过汇编程序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9。2系统主要硬件电路总体设计2.1系统论证方案与比较声光提示拦栅控制温度测量LCD液晶显示计数脉冲红外管发射红外管接收障碍物检测寻找光源电机驱动单片机MCS51图2-1单片机控制系统原理框图通过收集的各硬件模块资料信息，对其进行有效的分析选择，最终选出最合理的设计方案方案一：采用各类数字电路来组成小车的控制系统，对外围避障信号，各路趋光信号进行处理等。本方案电路复杂，灵活性高，效率低，不利于小车智能化的扩展，对各路信号处理起来比较
15、困难。方案二：采用AT89C51单片机来作为整机的控制核心单元。红外线探头选用的是市面上简单而且通用的发射管与及接收头，经过单片机调制后发射。路线寻找采用的是红外线管对路面信号采集，送到单片机系统处理，同样也包括了无线遥控信号和语音控制信号。此系统相对比较灵活，可以采用软件方法来解决复杂的硬件电路部分，使系统硬件简洁化，各类功能易于实现，能很好地满足题目的要求10。比较以上两种方案的优缺点，方案二简洁、灵活、可扩展性好，能达到题目的设计要求，因此采用方案二来实现。本系统可由图2-1所示的几个部分组成，其中传感器的原理框图如图2-2所示电动车电机控制信号输出信号传感器单片机图2-2传感器原理框图
16、2.2单片机主机系统电路AT89C51单片机是51系列单片机的一个成员，是8051单片机的简化版。内部自带2K字节可编程FLASH存储器的低电压、高性能COMS八位微处理器，与Intel MCS-51系列单片机的指令和输出管脚相兼容。因为能够把多功能八位CPU和闪速存储器完美的结合在一个细小的芯片中，因此，AT89C51它所构成的单片机系统可以说是结构最简单、造价最便宜、工作效率最稳定的微控制处理系统，省去了外部的RAM、ROM和接口器件，减少了硬件开销，节省了成本，提高了系统的性价比。图2-3单片机主机系统图2.2.1时钟电路校单片机里存在的时钟信号主要用来停工单片机片内各种微操作的时间准，时钟信号一般
