智能循跡小車開題報告

1、<p><b>　　開 題 報 告</b></p><p>　　題 目 智能循跡小車 </p><p>　　系 部 信息工程分院 </p><p>　　專 業(yè) 計算機控制 </p>

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

3、 </p><p>　　開題日期 </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、式在一個特定的環(huán)境里自動的運作，無需人為管理，便可以完成預(yù)期所要達到的或是更高的目標。同遙控小車不同，遙控小車需要人為控制轉(zhuǎn)向、啟停和進退，比較先進的遙控車還能控制其速度，而智能小車，則可以通過計算機編程來實現(xiàn)其對行駛方向、啟停以及速度的控制，無需人工干預(yù)，是一個集環(huán)境感知、規(guī)劃決策，自動行駛等功能于一體的綜合系統(tǒng)，它集中地運用了計算機、傳感、信息、通信、導(dǎo)航、人工智能及自動控制等技術(shù)，是典型的高新技術(shù)綜合體。所以關(guān)于汽車的研究也就越來

5、越受人關(guān)注，本設(shè)計就是在這樣的背景下提出的，為了適應(yīng)機電一體化的發(fā)展在汽車智能化方向的發(fā)展要求，提出簡易智能小車的構(gòu)想，目的在于：通過獨立設(shè)計并制作一輛具有簡單智能化的簡易小車，獲得項目整體設(shè)計的能力，并掌握多通道多樣化傳感器綜合控制的方法。</p><p>　　而我國開展智能車輛技術(shù)方面的研究起步較晚，開始于20世紀80年代。而且大多數(shù)研究處在于針對某個單項技術(shù)研究的階段。雖然我國在智能車輛技術(shù)方面的研究總體上

6、落后于發(fā)達國家，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中國第一汽車集團公司和國防科技大學(xué)機電工程與自動化學(xué)院與2003年研制成功我國第一輛自主駕駛轎車。</p><p>　　2南京理工大學(xué)、北京理工大學(xué)、浙江大學(xué)、國防科技大學(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，該車裝有彩色攝像機、激光雷達、陀螺慣導(dǎo)定位等傳感器。</p

7、><p>　　可以預(yù)計，我國飛速發(fā)展的經(jīng)濟實力將為智能車輛的研究提供一個更加廣闊的前景。因此，對智能小車進行深入細致的研究，不但能加深課堂上學(xué)到的理論知識，更能將理論轉(zhuǎn)化為實際運用，為將來打下堅實的基礎(chǔ)。</p><p><b>　?。ǘ⒀芯恳饬x</b></p><p>　　1、加深課堂上的學(xué)習(xí)</p><p>　　由于

8、單片機教學(xué)例子有限，因此，開展智能尋跡智能小車的研究工作，正適合機電一體化專業(yè)，能綜合學(xué)生課堂上的知識來實踐，使學(xué)習(xí)者更好的了解單片機的發(fā)展，而制作智能小車為機電一體化專業(yè)學(xué)科的學(xué)生學(xué)習(xí)和掌握機電一體化技術(shù)有很大的幫助，對機電一體化專業(yè)學(xué)科的學(xué)生進一步鞏固已學(xué)知識加深已學(xué)知識起到促進作用，引導(dǎo)和激勵學(xué)生實事求是、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。通過此次的單片機尋軌車制作，使學(xué)生

9、從理論到實踐，初步體會單片機項目的設(shè)計、制作、調(diào)試和成功完成項目的過程及困難，以此學(xué)會用理論聯(lián)系實際，更能通過對實踐中出現(xiàn)的不足與學(xué)習(xí)來補充教學(xué)上的盲點。</p><p>　　2、從理論轉(zhuǎn)為實際運用</p><p>　　智能汽車是一種高新技術(shù)密集的新型汽車，是在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下利用信息技術(shù)、 智能控制技術(shù)、 自動控制、 模式識別、 傳感器技術(shù)、 汽車電子、 電氣、計算機和機械等多個學(xué)科的最新科技

10、成果，使汽車具有自動識別行駛道路、 自動駕駛等先進功能.隨著控制技術(shù)、 計算機技術(shù)和信息技術(shù)的發(fā)展,智能車在工業(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， 智能車在野外、道路、 現(xiàn)代物流及柔性制造系統(tǒng)中都有廣泛運用，已成為人工智能領(lǐng)域研究和發(fā)展的熱點。</p><p>　　智能汽車技術(shù)按功能可分為三層，即智能感知/預(yù)警系統(tǒng)、車輛駕駛系統(tǒng)和全自動操作系統(tǒng)團。上一層技術(shù)是下一層技術(shù)的基礎(chǔ)。三個層次具體如下:&

11、lt;/p><p>　　(1)、智能感知系統(tǒng)，利用各種傳感器來獲得車輛自身、車輛行駛的周圍環(huán)境及</p><p>　　駕駛員本身的狀態(tài)信息，必要時發(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、盲點警告、車道偏離警告、換道/并道警告、十字路口警告、行人檢測與警告、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行車輛控制操作。主要包括:巡航控制、車輛跟蹤系統(tǒng)、準確泊車系統(tǒng)及精確機動系統(tǒng)。</p><p>　　(3)、車輛自動駕駛系統(tǒng)，這是智能車輛技術(shù)的最高層次，它由車載計算機全部自動地實現(xiàn)車輛操作功能。目前，主要發(fā)展用于擁擠交通時低速自動駕駛系統(tǒng)、近距離車輛排隊駕駛系統(tǒng)等。<

13、;/p><p>　　二、本課題的基本內(nèi)容、重點和難點，擬采用的研究手段（途徑）。</p><p><b>　?。ㄒ唬?、基本內(nèi)容</b></p><p>　　本課題主要開發(fā)一個能自動循跡的智能小車控制系統(tǒng)。設(shè)計主要以簡易智能機器人為開發(fā)平臺，選擇通用、價廉的STC89C52單片機為控制平臺，選擇常見的電機模型車為機械平臺，通過細化設(shè)計要求，結(jié)合傳感器

14、技術(shù)和電機控制技術(shù)相關(guān)知識實現(xiàn)小車的各種功能。設(shè)計完成以由紅外線對管的自動尋跡、紅外線超車組成的硬件模塊結(jié)合軟件設(shè)計組成多功能智能小車，共同實現(xiàn)小車的前進倒退、轉(zhuǎn)向行駛，自動根據(jù)地面黑線尋跡導(dǎo)航，實現(xiàn)智能控制，達到設(shè)計目標。</p><p><b>　?。ǘ⒅攸c和難點</b></p><p>　　1、能前進并且能左右調(diào)整方向</p><p>

15、;　　2、基于單片機STC89C52控制，能基本實現(xiàn)小車勻速行駛</p><p>　　3、小車能以黑線為軌跡前進行駛，自動調(diào)整方向沿著黑線行駛</p><p>　?。ㄈ?、擬采用的研究手段（途徑）</p><p><b>　　1、系統(tǒng)設(shè)計：</b></p><p>　　智能尋跡小車采用后輪驅(qū)動，左右后輪各用一個直流減速電

16、機驅(qū)動，通過調(diào)制后面兩個輪子的轉(zhuǎn)速從而達到控制轉(zhuǎn)向的目的 在車體前部分別裝有左中右三或者兩個紅外反射式傳感器，當小車左邊的傳感器檢測到黑線時，說明小車車頭向右邊偏移，這時主控芯片控制左輪電機減速，車體向左邊修正 同理當小車的右邊傳感器檢測到黑線時，主控芯片控制右輪電機減速，車體向右邊修正 當黑線在車體的中間，中間的傳感器一直檢測到黑線，這樣小車就會沿著黑線一直行走。</p><p><b>　　2、硬件

17、設(shè)計：</b></p><p>　　（2.1）、主控芯片的選擇</p><p>　　本次設(shè)計的主控芯片選擇為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存儲器，使用高密度非易失性存儲器技術(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）、車體的選擇</p><p>　　在本次智能尋跡小車的選擇過程中，我們選擇了后面兩輪驅(qū)動，前萬向輪轉(zhuǎn)向的小車，即后左右輪分別用兩個轉(zhuǎn)速和力矩基本完全相同的直流減速電機進行驅(qū)動，車頭前部裝一個萬向輪 ，這樣當我們通過I/O口控制兩個直流減速電機的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向時就可以實現(xiàn)小車的左

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做為車體。</p><p>　?。?.3）、尋跡模塊設(shè)計</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圍環(huán)境光線的變化而變化 當光線照射到白線上面時，光線發(fā)射強烈，光線照射到黑線上面時，光線發(fā)射較弱 因此當光敏電阻在白線和黑線上方時，阻值會發(fā)生明顯的變化 將阻值的變化值經(jīng)過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，選擇性價比和各方面更好的紅外傳感器。</p><p><b>　　三、工作進度安排 </b></p><p>　　11月份～12月份：</p><p>　　選題；收集、查閱與基于自動尋跡的智能車相關(guān)的資料，對課題進行可行性分析．</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，傳感器, 自動控制等技術(shù)等相關(guān)知識．詳細閱讀相關(guān)資料．</p><p><b>　　3月份～4月份：</b></p><p>　　對已查資料進行歸納、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，著手準備做好基于自動尋跡的智能車的實物。</p><p><b>　　4月份～5月份：</b></p><p>　　寫出論文初稿，并對初稿進一步修改直至定稿。并做好實物。</p><p><b>　　四、主要參考文獻</b></p>

23、<p>　　1、王秋爽，曾兆龍 單片機開發(fā)基礎(chǔ)與經(jīng)典設(shè)計實例 北京 機械工業(yè)出版社 2008年3月第一版</p><p>　　2、華成英 童詩白 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微機原理與接口技術(shù) 廈門大學(xué)出版社</p><p>　　4、張毅剛 單片機原理及應(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，單片機程序設(shè)計及應(yīng)用從基礎(chǔ)到時間， 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)計手冊，中國計量出版社，2002</p><p>　　7、李華等，MCS-51系列單片機實用接口技術(shù)，北京航空航天大學(xué)出版社，2003 8、王曉明，電動機的單片機控制

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：</b></p><p><b>　　簽字：</b></p><p><b>　　年 月 日</b&

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