自动跟踪电动车测控系统设计
1。课题背景及意义1.1课题研究背景、目的及意义 近年来，智能汽车作为近代的一项新发明，已成为世界车辆工程领域的研究热点和汽车产业发展的新动力。它可以在环境中按预设模式自动运行，无需人工管理，可用于科学探索、无人车、无人工厂、仓库、服务机器人等。智能小车可实时显示时间、速度、里程，具有自动跟踪、寻光、避障功能，远程控制行驶速度，精准定位停车，远程图传。在自动跟踪小车测控系统的设计中，基于单片机控制技术，通过传感器给出的信号驱动两台直流电机正反转，从而实现小车的正确运行。车找到白地上的黑线。小车的跟踪和避障功能在生产生活中有着广泛的用途。例如，可用于大型生产车间的物流系统，货物按照预设路线运输，自动避开障碍物，使工作更安全、更高效。 1.2 Title 国内外研究现状与趋势 目前，智能汽车的研究主要集中在提高汽车的安全性和舒适性，以及提供优秀的人车交互界面等方面。智能化、IT化、新能源是未来智能汽车发展的趋势。 2017年12月2日，深圳无人驾驶巴士正式上路，从深圳福田穿梭。支持这种无人驾驶的“阿尔法吧-智能驾驶巴士系统”是中国公司自主研发的无人驾驶系统。目前已实现自动驾驶下的行人、车辆检测、减速避让、急停、障碍物等。绕行、变道、按站自动停车等功能。
自动跟踪电动车系统的设计是智能跟踪车中最常见的功能。在全国乃至国际大学生智能汽车竞赛中，往往会增加设计难度。例如，不使用光电管、红外等视觉传感器或激光扫描检测线，而是采用电磁模块检测埋在中间黑线下方的漆包线，供赛车检测赛道；正确检测现场灯光，实现夜间驾驶；非匀速驾驶记忆算法的创新；图像采集处理的重要性等。我们可以让它实现WIFI控制、蓝牙传输、自动报警、红外遥控等功能，实现更智能的电动汽车设计。功能逐渐强大，也适用于快速发展的智能汽车行业。当今汽车行业在人工智能领域飞速发展，智能汽车遍地开花。 1,3 设计思路及技术路线 通过红外线追踪黑色路线，将接收到的信号传送给单片机，使控制车无偏差运行。当汽车沿着道路的黑色轨道行驶，遇到障碍物时，传感器检测到信号确认前方有障碍物，并将信号传送给单片机。实施避障。为了实现这一功能，需要设置跟踪模块和避障模块，向单片机发送信号，驱动电机准确驱动。技术路线如图1.3：检测信号单片机驱动电机图1.3 技术路线2、主要设计内容2.1 主要设计内容该车有五个主要部件：障碍物避让模块、跟踪模块、驱动模块、单片机控制模块、电源模块。
避障模块：采用超声波控制，可准确检测周围障碍物。快速跟踪模式：采用红外精准检测，减少路径误差，实现均匀稳定运行。单片机：编程控制电机相应动作。供电模块：使用5个1.5V干电池为单片机、驱动器和电机供电。电机驱动模块：只需使用一个直流电机，一块驱动板可以同时驱动2个直流电机。本设计通过设计电路图、硬件连接、软件编程和最终调试完成。 2.2 总体设计方案图2.2 单片机电机驱动避障模块跟踪模块电源模块总体设计方案系统采用模块化控制方案。障碍物智能小车控制系统。本设计主要由两台直流电机驱动。周围信息由跟踪模块和避障模块采集，并发送至主控单元单片机。通过编程，将各个模块的信号有序、合理的整合在一起，进而控制电机完成相应的动作。实现智能控制。 2.3 设计的预期目标1.按下启动键，小车可以在白地上沿着黑线自动匀速行驶，完成一圈追踪，包括前进、左，右，刹车停止，没有路线偏差。当遇到障碍物时，汽车立即倒车并通过转弯避开障碍物。 2.步行路线的中心点始终与黑线的中心重合。 3.超声波避障距离小于0.5m.3。工作计划及进度安排 第1周，收集毕业设计相关材料，准备毕业翻译和开题报告。第二周，确定毕业设计的总体方案，保证其合理性。第三周，写开题报告，确认后提交。结构与工作原理 第 5 周 根据控制要求初步确定使用的元器件 第 6 周 复习单片机相关知识，完成所需硬件相关的电路设计 第 7 周 确定电路原理图并进行仿真 第 8 周 硬件组装 9几个星期来写程序。 10周使用电脑软件初步调试程序。 11周与智能汽车的硬件部分配合，完善功能以满足设计要求。 12周测试并记录智能汽车的性能。 13周写毕业设计论文。 14周导师审核确认后，第15周完成毕业论文车用蓄电池管理系统，提前准备毕业设计答辩，第16周完成毕业设计答辩。 4. 可行性分析4.1 技术可行性单片机：使用简单，软件编程灵活，成本低。
对于本系统的设计要求，使用单片机足以满足其算法和控制功能。跟踪模块：使用红外发射管和接收管检测和发射信号。红外线发射管发射红外线。当发射的红外线撞击白色平面时，它们会被反射。如果红外接收管能接收到反射光，就会检测到白线，然后输出低电平。检测到黑线，然后输出高电平。这样的传感器可以满足要求。驱动模块：L298N为H桥驱动车用蓄电池管理系统，高压大电流，对应频率高。一块L298N可以控制两台直流电机，它还有一个控制使能端。将该模块用作电机驱动，具有操作方便、稳定性好、性能优良等优点。电机：采用直流减速电机。直流减速电机扭矩大、体积小、重量轻、组装简单、使用方便。由于原来的动力是由内部的高速电动机提供的，它驱动变速（减速）齿轮组，可以产生很大的扭矩。调速采用PWM调速方式，通过单片机的输出端输出高电平脉宽及其占空比来控制电机的转速，从而控制小车的速度。自动跟踪电动汽车测控系统已经发展比较成熟。有很多成熟的方案可供参考。该方案的可行性和成功性非常大。 4.2 小车底板经济可行的AS-2WD铝合金移动平台，采用单片机为主控制器，超声波避障红外跟踪，65CS舵机驱动，L298N作为直流电机，整个系统价格合理，经济适用，具有一定的应用价值。
4.3 现有的工作条件是可行的。学校实验室有相应的工具和测试仪器，可以方便我们进行硬件组装和软件编程。学生有相应的知识库，教师有工作经验和技术指导能力。指导我们完成这项任务。参考文献 [1] 曹建平，雷丹，郭磊．基于电感式数字传感器的自动跟踪智能小车控制系统设计[J].自动化技术与应用,2017(12).[2]刘小萌.基于的智能跟踪小车控制算法设计[J].科技创新与应用,2017(27) .[3]王瑞奇.基于单片机的多功能智能汽车设计[J].国外电子测量技术,2017(07).[4]黄健,董三丰,王丽萍.基于自动跟踪的智能小车设计[J]. 微特电机, 2017(06).[5] 王辉, 华成. 速度差比例调节的小车设计[J]. 数字技术与应用, 2017(05).[6] 刘欢, 贾鹤鸣, 朱传旭, 杨泽文, 莫冲. 智能跟踪小车系统设计创新训练[J]. 科教文汇(前十天) ), 2017(05).[7] 周树娟. 基于单片机的智能追踪小车设计方案[J]. 工业技术与职业教育2011, No. 9 Vol.2. [8] 韩毅，杨天。基于HCS12单片机的智能跟踪模型车设计与实现[J].学术期刊, 2008, 29 (18）.[9] 于连国, 李伟, 王艳伟. 基于单片机的智能小车设计[J]. 林业机械与木工装备, 2011,第四期.[11]李宇科,刘宇.国内智能网联汽车发展现状与建议[J].汽车及零部件,2016(41).[12]郭旭.视角下的无人驾驶人工智能技术分析与展望[J].电子世界,2017(20).[13]李鑫,向强.片上[A]. of 2015,(2015)) [C] . 2015[14] 叶晓东. The and Car based on Scm[A].2011 on ,, and (CCCA 2011 V2）[C].2011[15] Cui, Chao Zhang,王剑锋, 张坤. 论路径[J]. and , 2011(63)
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