智能循跡小車(chē)開(kāi)題報(bào)告

1、<p><b>　　開(kāi) 題 報(bào) 告</b></p><p>　　題 目 智能循跡小車(chē) </p><p>　　系 部 信息工程分院 </p><p>　　專(zhuān) 業(yè) 計(jì)算機(jī)控制 </p>

2、;<p>　　班 級(jí) </p><p>　　學(xué) 號(hào) </p><p>　　學(xué)生姓名 </p><p>　　指導(dǎo)教師

3、 </p><p>　　開(kāi)題日期 </p><p>　　一、本課題的研究現(xiàn)狀與意義</p><p><b>　?。ㄒ唬?、研究現(xiàn)狀</b></p><p>　　智能化作為現(xiàn)代社會(huì)的新產(chǎn)物，是以后的發(fā)展方向，他可以按照預(yù)先設(shè)定的模

4、式在一個(gè)特定的環(huán)境里自動(dòng)的運(yùn)作，無(wú)需人為管理，便可以完成預(yù)期所要達(dá)到的或是更高的目標(biāo)。同遙控小車(chē)不同，遙控小車(chē)需要人為控制轉(zhuǎn)向、啟停和進(jìn)退，比較先進(jìn)的遙控車(chē)還能控制其速度，而智能小車(chē)，則可以通過(guò)計(jì)算機(jī)編程來(lái)實(shí)現(xiàn)其對(duì)行駛方向、啟停以及速度的控制，無(wú)需人工干預(yù)，是一個(gè)集環(huán)境感知、規(guī)劃決策，自動(dòng)行駛等功能于一體的綜合系統(tǒng)，它集中地運(yùn)用了計(jì)算機(jī)、傳感、信息、通信、導(dǎo)航、人工智能及自動(dòng)控制等技術(shù)，是典型的高新技術(shù)綜合體。所以關(guān)于汽車(chē)的研究也就越來(lái)

5、越受人關(guān)注，本設(shè)計(jì)就是在這樣的背景下提出的，為了適應(yīng)機(jī)電一體化的發(fā)展在汽車(chē)智能化方向的發(fā)展要求，提出簡(jiǎn)易智能小車(chē)的構(gòu)想，目的在于：通過(guò)獨(dú)立設(shè)計(jì)并制作一輛具有簡(jiǎn)單智能化的簡(jiǎn)易小車(chē)，獲得項(xiàng)目整體設(shè)計(jì)的能力，并掌握多通道多樣化傳感器綜合控制的方法。</p><p>　　而我國(guó)開(kāi)展智能車(chē)輛技術(shù)方面的研究起步較晚，開(kāi)始于20世紀(jì)80年代。而且大多數(shù)研究處在于針對(duì)某個(gè)單項(xiàng)技術(shù)研究的階段。雖然我國(guó)在智能車(chē)輛技術(shù)方面的研究總體上

6、落后于發(fā)達(dá)國(guó)家，并且存在一定得技術(shù)差距，但是我們也取得了一系列的成果，主要有：</p><p>　　1中國(guó)第一汽車(chē)集團(tuán)公司和國(guó)防科技大學(xué)機(jī)電工程與自動(dòng)化學(xué)院與2003年研制成功我國(guó)第一輛自主駕駛轎車(chē)。</p><p>　　2南京理工大學(xué)、北京理工大學(xué)、浙江大學(xué)、國(guó)防科技大學(xué)、清華大學(xué)等多所院校聯(lián)合研制了7B.8軍用室外自主車(chē)，該車(chē)裝有彩色攝像機(jī)、激光雷達(dá)、陀螺慣導(dǎo)定位等傳感器。</p

7、><p>　　可以預(yù)計(jì)，我國(guó)飛速發(fā)展的經(jīng)濟(jì)實(shí)力將為智能車(chē)輛的研究提供一個(gè)更加廣闊的前景。因此，對(duì)智能小車(chē)進(jìn)行深入細(xì)致的研究，不但能加深課堂上學(xué)到的理論知識(shí)，更能將理論轉(zhuǎn)化為實(shí)際運(yùn)用，為將來(lái)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。</p><p><b>　　（二）、研究意義</b></p><p>　　1、加深課堂上的學(xué)習(xí)</p><p>　　由于

8、單片機(jī)教學(xué)例子有限，因此，開(kāi)展智能尋跡智能小車(chē)的研究工作，正適合機(jī)電一體化專(zhuān)業(yè)，能綜合學(xué)生課堂上的知識(shí)來(lái)實(shí)踐，使學(xué)習(xí)者更好的了解單片機(jī)的發(fā)展，而制作智能小車(chē)為機(jī)電一體化專(zhuān)業(yè)學(xué)科的學(xué)生學(xué)習(xí)和掌握機(jī)電一體化技術(shù)有很大的幫助，對(duì)機(jī)電一體化專(zhuān)業(yè)學(xué)科的學(xué)生進(jìn)一步鞏固已學(xué)知識(shí)加深已學(xué)知識(shí)起到促進(jìn)作用，引導(dǎo)和激勵(lì)學(xué)生實(shí)事求是、刻苦鉆研、勇于創(chuàng)新、多出成果、提高素質(zhì)，發(fā)現(xiàn)和培養(yǎng)一批在學(xué)術(shù)科技上有作為、有潛力的優(yōu)秀人才。通過(guò)此次的單片機(jī)尋軌車(chē)制作，使學(xué)生

9、從理論到實(shí)踐，初步體會(huì)單片機(jī)項(xiàng)目的設(shè)計(jì)、制作、調(diào)試和成功完成項(xiàng)目的過(guò)程及困難，以此學(xué)會(huì)用理論聯(lián)系實(shí)際，更能通過(guò)對(duì)實(shí)踐中出現(xiàn)的不足與學(xué)習(xí)來(lái)補(bǔ)充教學(xué)上的盲點(diǎn)。</p><p>　　2、從理論轉(zhuǎn)為實(shí)際運(yùn)用</p><p>　　智能汽車(chē)是一種高新技術(shù)密集的新型汽車(chē)，是在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下利用信息技術(shù)、 智能控制技術(shù)、 自動(dòng)控制、 模式識(shí)別、 傳感器技術(shù)、 汽車(chē)電子、 電氣、計(jì)算機(jī)和機(jī)械等多個(gè)學(xué)科的最新科技

10、成果，使汽車(chē)具有自動(dòng)識(shí)別行駛道路、 自動(dòng)駕駛等先進(jìn)功能.隨著控制技術(shù)、 計(jì)算機(jī)技術(shù)和信息技術(shù)的發(fā)展,智能車(chē)在工業(yè)生產(chǎn)和日常生活中已經(jīng)扮演了非常重要的角色.近年來(lái)， 智能車(chē)在野外、道路、 現(xiàn)代物流及柔性制造系統(tǒng)中都有廣泛運(yùn)用，已成為人工智能領(lǐng)域研究和發(fā)展的熱點(diǎn)。</p><p>　　智能汽車(chē)技術(shù)按功能可分為三層，即智能感知/預(yù)警系統(tǒng)、車(chē)輛駕駛系統(tǒng)和全自動(dòng)操作系統(tǒng)團(tuán)。上一層技術(shù)是下一層技術(shù)的基礎(chǔ)。三個(gè)層次具體如下:&

11、lt;/p><p>　　(1)、智能感知系統(tǒng)，利用各種傳感器來(lái)獲得車(chē)輛自身、車(chē)輛行駛的周?chē)h(huán)境及</p><p>　　駕駛員本身的狀態(tài)信息，必要時(shí)發(fā)出預(yù)警信息。主要包括碰撞預(yù)警系統(tǒng)和駕駛員狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)。碰撞預(yù)警系統(tǒng)可以給出前方碰撞警告、盲點(diǎn)警告、車(chē)道偏離警告、換道/并道警告、十字路口警告、行人檢測(cè)與警告、后方碰撞警告等.駕駛員狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)包括駕駛員打噸警告系統(tǒng)、駕駛員位置占有狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)等。&

12、lt;/p><p>　　(2)、輔助駕駛系統(tǒng)，利用智能感知系統(tǒng)的信息進(jìn)行決策規(guī)劃，給駕駛員提出駕駛建議或部分地代替駕駛員進(jìn)行車(chē)輛控制操作。主要包括:巡航控制、車(chē)輛跟蹤系統(tǒng)、準(zhǔn)確泊車(chē)系統(tǒng)及精確機(jī)動(dòng)系統(tǒng)。</p><p>　　(3)、車(chē)輛自動(dòng)駕駛系統(tǒng)，這是智能車(chē)輛技術(shù)的最高層次，它由車(chē)載計(jì)算機(jī)全部自動(dòng)地實(shí)現(xiàn)車(chē)輛操作功能。目前，主要發(fā)展用于擁擠交通時(shí)低速自動(dòng)駕駛系統(tǒng)、近距離車(chē)輛排隊(duì)駕駛系統(tǒng)等。<

13、;/p><p>　　二、本課題的基本內(nèi)容、重點(diǎn)和難點(diǎn)，擬采用的研究手段（途徑）。</p><p><b>　?。ㄒ唬⒒緝?nèi)容</b></p><p>　　本課題主要開(kāi)發(fā)一個(gè)能自動(dòng)循跡的智能小車(chē)控制系統(tǒng)。設(shè)計(jì)主要以簡(jiǎn)易智能機(jī)器人為開(kāi)發(fā)平臺(tái)，選擇通用、價(jià)廉的STC89C52單片機(jī)為控制平臺(tái)，選擇常見(jiàn)的電機(jī)模型車(chē)為機(jī)械平臺(tái)，通過(guò)細(xì)化設(shè)計(jì)要求，結(jié)合傳感器

14、技術(shù)和電機(jī)控制技術(shù)相關(guān)知識(shí)實(shí)現(xiàn)小車(chē)的各種功能。設(shè)計(jì)完成以由紅外線對(duì)管的自動(dòng)尋跡、紅外線超車(chē)組成的硬件模塊結(jié)合軟件設(shè)計(jì)組成多功能智能小車(chē)，共同實(shí)現(xiàn)小車(chē)的前進(jìn)倒退、轉(zhuǎn)向行駛，自動(dòng)根據(jù)地面黑線尋跡導(dǎo)航，實(shí)現(xiàn)智能控制，達(dá)到設(shè)計(jì)目標(biāo)。</p><p><b>　?。ǘ?、重點(diǎn)和難點(diǎn)</b></p><p>　　1、能前進(jìn)并且能左右調(diào)整方向</p><p>

15、;　　2、基于單片機(jī)STC89C52控制，能基本實(shí)現(xiàn)小車(chē)勻速行駛</p><p>　　3、小車(chē)能以黑線為軌跡前進(jìn)行駛，自動(dòng)調(diào)整方向沿著黑線行駛</p><p>　　（三）、擬采用的研究手段（途徑）</p><p><b>　　1、系統(tǒng)設(shè)計(jì)：</b></p><p>　　智能尋跡小車(chē)采用后輪驅(qū)動(dòng)，左右后輪各用一個(gè)直流減速電

16、機(jī)驅(qū)動(dòng)，通過(guò)調(diào)制后面兩個(gè)輪子的轉(zhuǎn)速?gòu)亩_(dá)到控制轉(zhuǎn)向的目的 在車(chē)體前部分別裝有左中右三或者兩個(gè)紅外反射式傳感器，當(dāng)小車(chē)左邊的傳感器檢測(cè)到黑線時(shí)，說(shuō)明小車(chē)車(chē)頭向右邊偏移，這時(shí)主控芯片控制左輪電機(jī)減速，車(chē)體向左邊修正 同理當(dāng)小車(chē)的右邊傳感器檢測(cè)到黑線時(shí)，主控芯片控制右輪電機(jī)減速，車(chē)體向右邊修正 當(dāng)黑線在車(chē)體的中間，中間的傳感器一直檢測(cè)到黑線，這樣小車(chē)就會(huì)沿著黑線一直行走。</p><p><b>　　2、硬件

17、設(shè)計(jì)：</b></p><p>　?。?.1）、主控芯片的選擇</p><p>　　本次設(shè)計(jì)的主控芯片選擇為STC89C52。STC89C52是一種低功耗高性CMOS 8位微控制器，具有8K的系統(tǒng)可編程Flash存儲(chǔ)器，使用高密度非易失性存儲(chǔ)器技術(shù)制造，與80C51產(chǎn)品指令和引腳完全兼容片上Flash允許程序存儲(chǔ)器在系統(tǒng)可編程，亦適于常規(guī)編程器 在單芯片上，擁有靈巧的8位CPU

18、和在線系統(tǒng)可編程 Flash，使得STC89C52為眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高靈活。</p><p>　?。?.2）、車(chē)體的選擇</p><p>　　在本次智能尋跡小車(chē)的選擇過(guò)程中，我們選擇了后面兩輪驅(qū)動(dòng)，前萬(wàn)向輪轉(zhuǎn)向的小車(chē)，即后左右輪分別用兩個(gè)轉(zhuǎn)速和力矩基本完全相同的直流減速電機(jī)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，車(chē)頭前部裝一個(gè)萬(wàn)向輪 ，這樣當(dāng)我們通過(guò)I/O口控制兩個(gè)直流減速電機(jī)的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向時(shí)就可以實(shí)現(xiàn)小車(chē)的左

19、轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)和直行，因此，我將選擇體積輕容易控制的小車(chē)做為車(chē)體。</p><p>　　（2.3）、尋跡模塊設(shè)計(jì)</p><p>　　尋跡模塊我們可以用光敏電阻組成。光敏電阻的阻值可以跟隨周?chē)h(huán)境光線的變化而變化 當(dāng)光線照射到白線上面時(shí)，光線發(fā)射強(qiáng)烈，光線照射到黑線上面時(shí)，光線發(fā)射較弱 因此當(dāng)光敏電阻在白線和黑線上方時(shí)，阻值會(huì)發(fā)生明顯的變化 將阻值的變化值經(jīng)過(guò)比較器就可以輸出高低電平，但是這種方

20、式受環(huán)境影響大，工作不穩(wěn)定，因此，我們將研究幾種方案，選擇性?xún)r(jià)比和各方面更好的紅外傳感器。</p><p><b>　　三、工作進(jìn)度安排 </b></p><p>　　11月份～12月份：</p><p>　　選題；收集、查閱與基于自動(dòng)尋跡的智能車(chē)相關(guān)的資料，對(duì)課題進(jìn)行可行性分析．</p><p><b>　　

21、1月份～2月份：</b></p><p>　　復(fù)習(xí)電路，模擬電子技術(shù)，單片機(jī)，傳感器, 自動(dòng)控制等技術(shù)等相關(guān)知識(shí)．詳細(xì)閱讀相關(guān)資料．</p><p><b>　　3月份～4月份：</b></p><p>　　對(duì)已查資料進(jìn)行歸納、整理，定出論文框架。</p><p><b>　　4月份：</b&

22、gt;</p><p>　　利用收集的資料，和材料，著手準(zhǔn)備做好基于自動(dòng)尋跡的智能車(chē)的實(shí)物。</p><p><b>　　4月份～5月份：</b></p><p>　　寫(xiě)出論文初稿，并對(duì)初稿進(jìn)一步修改直至定稿。并做好實(shí)物。</p><p><b>　　四、主要參考文獻(xiàn)</b></p>

23、<p>　　1、王秋爽，曾兆龍 單片機(jī)開(kāi)發(fā)基礎(chǔ)與經(jīng)典設(shè)計(jì)實(shí)例 北京 機(jī)械工業(yè)出版社 2008年3月第一版</p><p>　　2、華成英 童詩(shī)白 模擬電子技術(shù)基礎(chǔ) 第四版 高等教育出版社</p><p>　　3、吳錘紅 MCS-51微機(jī)原理與接口技術(shù) 廈門(mén)大學(xué)出版社</p><p>　　4、張毅剛 單片機(jī)原理及應(yīng)用 2003年12月第一版 高等教育出

24、版社</p><p>　　5、楊江新，李華軍，劉東俊，單片機(jī)程序設(shè)計(jì)及應(yīng)用從基礎(chǔ)到時(shí)間， 北京，電力電子出版社，2006年3月第一版</p><p>　　6、趙家貴、付小美、董平，新編傳感器電路設(shè)計(jì)手冊(cè)，中國(guó)計(jì)量出版社，2002</p><p>　　7、李華等，MCS-51系列單片機(jī)實(shí)用接口技術(shù)，北京航空航天大學(xué)出版社，2003 8、王曉明，電動(dòng)機(jī)的單片機(jī)控制

25、，北京航空航天大學(xué)出版社，2002</p><p>　　9、楊子文. 單片機(jī)原理及應(yīng)用 西安：西安電子科技大學(xué)出版社.2006</p><p><b>　　指導(dǎo)教師審核意見(jiàn)：</b></p><p><b>　　簽字：</b></p><p><b>　　年 月 日</b&

26、gt;</p><p><b>　　教研室意見(jiàn)：</b></p><p><b>　　簽字：</b></p><p><b>　　年 月 日</b></p><p><b>　　系里意見(jiàn)：</b></p><p><b