基于摄像头的智能循迹小车控制算法设计

基于摄像头的智能循迹小车控制算法设计

智能循迹小车的设计包括车的机械结构设计，硬件电路设计和控制算法设计三个方面。文章采用模糊控制和PID算法进行电机和舵机的控制，完成智能循迹小车的控制算法设计。该控制算法能够使得智能循迹小车在指定赛道内完成自动行驶的功能，达到设计要求。

标签：算法设计；智能循迹小车；行驶控制

引言

随着人工智能技术的发展，智能行车软件开发已成为计算机科学领域的研究热点之一，许多的实验平台和驾驶辅助系统已经开发出来。

自动驾驶的实现需要依靠人工智能、视觉计算、雷达、监控装置和全球定位系统协同合作，让电脑可以在没有任何人类主动的操作下，自动安全地操作机动车辆。基于摄像头的智能循迹小车的设计与控制软件研发是探索自动驾驶技术的一种有效途径，它以摄像头为路况监测传感器，完成在指定道路上的不同任务。

智能循迹小车的设计与控制软件研发主要包含三个基本方面[1-3]：机械结构的设计、硬件系统的搭建、软件系统的编写。机械结构调整模仿汽车的机械结构，包括重心调整，前轮定位等。硬件电路的设计遵从可靠性，稳定性和完整性，设计出一套符合要求的硬件电路。软件设计通过道路识别算法和控制算法完成控制，同时以大量的赛道数据为基础保证了智能车的稳定性。

1 智能循迹小车的机械结构

小车的机械结构主要由电机，底盘，舵机和摄像头四个部分构成。

在智能车底板与后驱动模块之间增加垫片可以降低底盘离地的间隙，为了保证智能车在弯道行驶时不发生侧滑，底盘离地的间隙应该是越小越好，但还要考虑车模在坡道处底盘不会碰到赛道，经过实验设置底盘离地间隙为8mm。

舵机采用前置悬置方式安装，使摆臂和舵机始终处于同一个水平面，有利于转向的灵活性，缩短舵机反应时间。

智能车CMOS摄像头的安装主要考虑了三个因素[4-5]：首先，保证摄像头的位置绝对居中且正对前方；其次，在安装高度上要尽量高，获取足够多的路况信息；最后，近瞻距离智能车20CM之内，用来保证智能车不偏离赛道。远瞻在1M左右，在高速行驶的时候能够提前判断出前方赛道的类型。

2 智能循迹小车的硬件设计

基于摄像头的自主循迹小车系统设计

基于摄像头的自主循迹小车系统设计

摘要 “飞思卡尔杯”全国大学生智能汽车邀请赛属教育部主办的全国五大竞赛之一，其专业知识涉及控制、模式识别、传感技术、汽车电子、电气、计算机、机械等诸多学科。根据大赛的技术要求，设计制作了智能车控制系统。在整个智能车控制系统中，如何准确地识别道路及实时地对智能车的速度和方向进行控制是整个控制系统的关键。 本文首先对智能车的硬件进行设计，达到了低重心、大前瞻、高稳定性的目标。其次对系统的软件部分进行设计，利用动态阈值法分割处理采集到的图像，得到赛道信息，从而得到智能车的偏航角和偏航距离。综合偏航角和偏航距离两个控制量对舵机进行控制，实现了入弯走内道，S弯直线冲过的目标，大大提高了智能车的弯道运行速度。用光电编码盘检测智能车的运行速度，再根据赛道信息给定智能车的运行速度，运用增量式PID算法调节驱动电机转速，实现了电机的快速响应。 整个系统涉及车模机械结构调整、传感器电路设计及信号处理、控制算法和策略优化等多个方面。经过大量测试，最终确定了现有的系统结构和各项控制参数。 关键字：智能车；图像传感器；阈值分割；路径识别；

Abstract Freescale Cup National Undergraduate Smart Car Competition is sponsored by the National Ministry of Education, one of the five contests, their professional knowledge related to control, pattern recognition, sensor technology, automotive electronics, electrical, computer, machinery and many other disciplines. According to the technical requirements of the contest, we design the intelligent vehicle control system. In the entire control system of the smart car, how to accurately identify the road and real-time control the speed and direction of the Smart Car is the key to the whole control system. This paper first introduces the hardware of the smart car, to achieve a low center of gravity, forward-looking, and high-stability target. The second part of the system is software design, the use of dynamic threshold segmentation algorithm to process images, get track information, yaw and the yaw angle. The steering gear is controlled by the yaw and the yaw angle, when through the turn, the smart car goes inside the road, and when through S bend, the smart car crossed as a goal line, greatly improving speed of the smart car. From the detection with encoder disk we get the speed of the smart car, and then from the track information, we set the expected speed of the smart car, the use of incremental PID algorithm for adjusting drive motor speed to achieve the rapid response to the motor. The entire system is involved in mechanical models of structural adjustment, the sensor circuit design and signal processing, control algorithms and strategies for optimizing many aspects, such as. After extensive testing, and ultimately determine the structure of the system and various control parameters. Keywords：smart car; image sensor; threshold segmentation; road identification

循迹小车(纯硬件版)

采用数字电路的循迹小车 本着从简到繁的原则，我们首先来制作一款由数字电路来控制的智能循迹小车，在组装过程中我们不但能熟悉机械原理还能逐步学习到：

光电传感器、电压比较器、电机驱动电路等相关电子知识。 下面我们先来熟悉一下三个主要器件： 光敏电阻器件 这就是光敏电阻，它能够检测外界光线的强弱，外界光线越强光敏电阻的阻值越小，外界光线越弱阻值越大，当红色LED光投射到白色区域和黑色跑道时因为反光率的不同，光敏电阻的阻值会发生明显区别，便于后续电路进行控制。 LM393比较器集成电路 LM393是双路电压比较器集成电路，由两个独立的精密电压比较器构成。它的作用是比较两个输入电压，根据两路输入电压的高低改变输出电压的高低。输出有两种状态：接近开路或者下拉接近低电平，LM393采用集电极开路输出，所以必须加上拉电阻才能输出高电平。带减速齿轮的直流电机 直流电机驱动小车的话必须要减速，否则转速过高的话小车跑得太快根本也来不及控制，而且未经减速的话转矩太小甚至跑不起来，我们专门定做的这种电机已经集成了减速齿轮大大降低了制作难度非常适合我们使用。 首先我们来熟悉一下整机的工作原理图，LM393随时比较着两路

光敏电阻的大小，当出现不平衡时（例如一侧压黑色跑道）立即控制一侧电机停转，另一侧电机加速旋转，从而使小车修正方向，恢复到正确的方向上，整个过程是一个闭环控制，因此能快速灵敏地控制。 组装步骤： 第一步：电路部分基本焊接 电路焊接部分比较简单，焊接顺序按照元件高度从低到高的原则，首先焊接8个电阻，焊接时务必用万用表确认阻值是否正确，焊接有极性的元件如三极管、绿色指示灯、电解电容务必分清楚极性尽

基于单片机的智能寻迹小车毕业设计

基于单片机的智能寻迹小车毕业设计 系统主要由红外避障模块、声控模块、光电寻迹、电机驱动及语音播报模块组成。 采用P89V51单片机作为智能小车控制核心。系统能实现对线路进行寻迹，小 车可以 前进或后退，遇到障碍物可以自行停止并可以实现反向运行，系统可以利用声 音控 制小车的启停。整个系统小巧紧凑，控制准确，性价比高，人机互动性好。 P89V51单片机；红外避障；线路寻迹；直流减速电机 ABSTRACT System is mainly by infrared obstacle avoidance module, voice module, opto-electronics and motor drive tracing module. Used as a single- chip smart car P89V51 control core. System can realize the tracing lines, cars can go forward or backward, encountered obstacles can stop and reverse operation can be achieved, the system can use voice to control the start and stop car. Compact the entire system to control the accurate, cost-effective, good human-computer interaction. KEYWORD: P89V51MCU;Infrared obstacle avoidance；Tracing；DC motor speed 1

智能循迹小车设计与实现

智能循迹小车设计与实现 摘要本文介绍的是基于单片机STC89C52控制智能循迹小车的设计。利用红外对光管检测黑线与障碍物，并以STC89C52单片机为控制芯片控制电动小汽车的运动，从而实现自动循迹避障的功能。其中小车的电机由LG9110驱动，整个系统的电路结构简单，可靠性高。 关键词STC89C52 LG9110 红外对光管循迹小车

The manufacture of intelligent tracking car Abstract This articale introduces the design of intelligent tracking car based on the STC89C52 single chip computer.Based infrared detection of black lines and the road obstacles,and use a STC89C52 MCU as the controlling core for the movement.A electronic drived,which can automatic track and avoid obstacle,was designed and fabricated.In which,the electric machinery of car is drived by the LG9110.The electric circuit stuction of whole system is simple,and the function is dependable. Keywords STC89C52 LG9110 Infrared emitting diode Tracking car

智能循迹小车程序

#include #define uchar unsigned char #define uint unsigned int //D0-D7:f,b,a,e,d,h,c,g 共阴依次编码 //74LS04反相器驱动数码管 uchar code table[10] = {0x5F,0x42,0x9E,0xD6,0xC3,0xD5,0xDD,0x46,0xDF,0xD7}; uchar i = 0; //用于0-3数码管轮流显示 uint j = 0; //计时的次数 uint time=0; //计时 uint pwm=16; //占空比 uint speed; //调制ＰＷＭ波的当前的值 sbit R=P3^2; //右边传感器P3^2 sbit L=P3^3; //左边传感器P3^3 //电机驱动口定义 sbit E NB=P1^0; //前轮电机停止控制使能 sbit E NA=P1^1; //后轮控制调速控制端口 sbit I N1=P1^2; //前轮 sbit I N2=P1^3; //前轮 sbit I N3=P1^4; //后轮 sbit I N4=P1^5; //后轮 void Init() { TMOD = 0x12; //定时器0用方式2,定时器1用方式1 TH0=(256-200)/256; //pwm TL0=(256-200)/256; TH1 = 0x0F8; //定时2ms TL1 = 0x30; EA = 1; ET0 = 1; ET1 = 1; TR0 = 1; TR1 = 1; } void tim0(void) interrupt 1 //产生PWM { speed ++; if(speed <= pwm) //pwm 就相当于占100的比例 { ENA = 1; } else if(speed < 100) { ENA = 0; }

基于STM32的智能小车摄像头循迹系统

分类号编号 烟台大学 毕业论文（设计）基于STM32的智能小车 摄像头循迹系统 Intelligent Car Tracking System Based on STM 32 Camera 申请学位：工学学士 院系：光电信息科学技术学院 专业：电子信息工程 姓名：王坤 学号：200813503229 指导老师：尚明（教授） 2012年5 月21 日 大学EDA实验室

基于STM32的智能小车摄像头循迹系统 姓名：王坤 导师：尚明（教授） 2012年5 月21 日 大学EDA实验室 大学毕业论文（设计）任务书

院（系）：光电信息科学技术学院

[摘要]现在人们越来越喜欢安全、节能、环保、智能化和信息化的汽车了，在智能汽车新时代，无人驾驶技术，得到了飞越的发展，成为了智能车时代的新标志。智能小车不但逐步提高了车辆的控制水平和驾驶水平，而且也保障了车辆行驶的安全、畅通、高效特性。本文主要讨论了智能车系统的设计方案，并且对智能车自主行驶的决策以及控制，算法也进行了相应的研究。 本论文首先设计了智能车的硬件结构，硬件方面以Cortex-m3为控制核心，另外其他辅助模块包括：电源模块，图像传感模块，速度控制模块以及其他功能模块进行辅助，从而来完成智能车的硬件设计。由于智能车有一个比较复杂跑道，传统的控制算法在复杂跑道情况下已经无法解决智能车的控制参数的问题。因此本论文做了一些改进，本论文采用理论结合实际，我们采用了模糊PID控制算法来实现对智能车的控制，并进行了一定的实验。 在该系统中，由CMOS摄像头来实现路径识别，通过对小车的闭环控制，使小车能按照给定的黑色引导线平稳地循迹。该系统能够很好地满足智能车对路径识别性能和抗干扰能力的要求，稳定误差小，调节相应时间比较快，具有较好的动态性能和良好的稳定性。 实验证明，所设计的智能车具有速度快，适应性强的特点。 [关键词]智能车；图像处理；比例积分微分

智能循迹小车详细制作过程

（穿山乙工作室）三天三十元做出智能车 基本设计思路： 1.基本车架（两个电机一体轮子+一 个万向轮） 2.单片机主控模块 3.电机驱动模块（内置5V电源输出） 4.黑白线循迹模块 0.准备所需基本元器件 1）.基本二驱车体一台。（本课以穿山乙推出的基本车体为 例讲解） 2）.5x7cm洞洞板、单片机卡槽、51单片机、石英晶体、红 色LED、1K电阻、10K排阻各一个；2个瓷片电容、排针40 个。 3）.5x7cm洞洞板、7805稳压芯片、红色LED、1K电阻各一 个；双孔接线柱三个、10u电解电容2个、排针12个、9110 驱动芯片2个。 4）.5x7cm洞洞板、LM324比较器芯片各一个；红外对管三 对、4.7K电阻3个、330电阻三个、红色3mmLED三个。 一、组装车体

（图中显示的很清晰吧，照着上螺丝就行了） 二、制作单片机控制模块 材料：5x7cm洞洞板、单片机卡槽、51单片机、石英晶体、红色LED、1K电阻、10K排阻各一个；2个瓷片电容、排针40个。 电路图如下，主要目的是把单片机的各个引脚用排针引出来，便于使用。我们也有焊接好的实物图供你参考。（如果你选用的是STC98系列的单片机在这里可以省掉复位电路不焊，仍能正常工作。我实物图中就没焊复位）

三、制作电机驱动模块 材料：5x7cm洞洞板、7805稳压芯片、红色LED、1K电阻各一个；双孔接线柱三个、10u电解电容2个、排针12个、9110驱动芯片2个。 电路图如下，这里我们把电源模块与驱动模块含在了同一个电路板上。因为电机驱动模块所需的电压是+9V左右（6—15V 均可），而单片机主控和循迹模块所需电压均为+5V。 这里用了一个7805稳压芯片将+9V电压稳出+5V电压。

简易循迹小车装配图文资料讲解

简易循迹小车装配图文教程 一．电子元件装配顺序为由低到高，元件尽量紧贴电路板表面安装。 1．电阻的装配：注意色环的认识，区分好四色环与五色环的差别。 2．安装IC，注意IC的缺口方向。 3．安装可调电阻、开关、晶体管（发光管、三极管），注意所有晶体管都是有方向的。 4．安装电解电容和，注意电解电容的引脚方向，短脚为负，对应 插到电路板有阴影的方向。 二．机械部分的安装 1．安装302A齿轮，将35mm长的车轴与302A齿轮用力套上， 并移动到约到中心的位置。 2．找出4个蓝色三通和4枚圆头自带垫2.3*6自攻螺丝 （PW A2.3*6）。

3．先将内侧的两个三通用螺丝固定到电路板上。 4．将车轴和齿轮套入三通中，并移动齿轮位置，使齿轮在电路板的卡槽中，车轴刚好超出三通多一点，不超过1mm。 5．将另外两个三通套入车轴中并用螺丝固定到电路板上。 6．将蜗杆用力套入电机轴中，并压到接近电机轴承的位置，找出6-12枚2*3mm的圆头机丝螺丝用于固定电机。

7．将电机用螺丝固定到电路板上，一般每个电机固定3枚螺丝就OK了。 8．将车轮用力套入车轴上，并移动到接近电路板的位置。（注意用力技巧，可以将车轴的另一端先靠到桌面等固定物上，适当用力敲打车轮到合适位置。） 9．将5*20的螺丝加配套螺母固定到电路板上，然后套上不锈钢盖形螺母作为万向轮使用。

三．安装剩余电路部分。 1．安装循迹红外发射与接收管，注意有正负方向的区别，使其高度略低于万向轮约3-5mm。

2．安装电池盒，电池盒通过不干胶粘到电路板上，注意位置必须准确，确保一次性成功，不可进行二次粘接。连接电机导线，可以将过长的导线剪到合适的长度，新剥开的线头先要捻头并烫锡处理，线头长度不超过2mm。电池盒用不干胶固定到电路板上，需特别注意电源的正负极不要接反，电机反转可以交换两条线的位置。套件默认提供的是2节5号电池盒，可用2节碱性电池供电的（套件中不提供，需自备）。

智能循迹小车___设计报告

智能循迹小车设计 专业：自动化 班级：自动化132 姓名：罗植升莫柏源梁桂宾 指导老师： 2014年4月——2010年6月 摘要：

本课题是基于STC89C52单片机的智能小车的设计与实现，小车完成的主要功能是能够自主识别黑色引导线并根据黑线走向实现快速稳定的寻线行驶。小车系统以 STC89C52单片机为系统控制处理器；采用红外传感获取赛道的信息，来对小车的方向和速度进行控制。此外，对整个控制软件进行设计和程序的编制以及程序的调试，并最终完成软件和硬件的融合，实现小车的预期功能。 引言

当今世界，传感器技术和自动控制技术正在飞速发展，机械、电气和电子信息已经不再明显分家，自动控制在工业领域中的地位已经越来越重要，“智能”这个词也已经成为了热门词汇。现在国外的自动控制和传感器技术已经达到了很高的水平，特别是日本，比如日本本田制作的机器人，其仿人双足行走已经做得十分逼真，而且具有一定的学习能力，还据说其智商已达到6岁儿童的水平。 作为机械行业的代表产品—汽车，其与电子信息产业的融合速度也显著提高，呈现出两个明显的特点：一是电子装置占汽车整车（特别是轿车）的价值量比例逐步提高，汽车将由以机械产品为主向高级的机电一体化方向发展，汽车电子产业也很有可能成为依托整车制造业和用车提升配置而快速成为新的增长点；二是汽车开始向电子化、多媒体化和智能化方向发展，使其不仅作为一种代步工具、同时能具有交通、娱乐、办公和通讯等多种功能。 无容置疑，机电一体化人才的培养不论是在国外还是国内，都开始重视起来，主要表现在大学生的各种大型的创新比赛，比如：亚洲广播电视联盟亚太地区机器人大赛（ABU ROBCON）、全国大学生“飞思卡尔”杯智能汽车竞赛等众多重要竞赛都能很好的培养大学生对于机电一体化的兴趣与强化机电一体化的相关知识。但很现实的状况是，国内不论是在机械还是电气领域，与国外的差距还是很明显的，所以作为机电一体化学生，必须加倍努力，为逐步赶上国外先进水平并超过之而努力。 为了适应机电一体化的发展在汽车智能化方向的发展要求，提出简易智能小车的构想，目的在于：通过独立设计并制作一辆具有简单智能化的简易小车，获得项目整体设计的能力，并掌握多通道多样化传感器综合控制的方法。所以立“智能循迹小车”一题作为尝试。 此项设计是在以杨老师提供的小车为基础上，采用AT89C52单片机作为控制核心，实现能够自主识别黑色引导线并根据黑线走向实现快速稳定的寻线行驶。

智能循迹小车C程序(完美-详尽)

-----------------------小车运行主程序------------------- -------------------------------------------------------- 简介：@模块组成：红外对管检测模块----五组对管，五个信号采集端口 直流电机驱动模块----驱动两个直流电机，另一个轮子用万向轮 单片机最小系统------用于烧写程序，控制智能小车运动 @功能简介：在白色地面或皮质上用黑色胶带粘贴出路线路径宽度微大于相邻检测管间距。 这样小车便可在其上循迹运行。 @补充说明：该程序采取“右优先”的原则： 即右边有黑线向右转， 若无，前方有黑线，向前走， 若无，左边有黑线，向左转， 若全无，从右方向后转。 程序开头定义的变量的取值是根据我的小车所调试选择好的， 如果采用本程序，请自行调试适合自己小车的合适参数值。 编者：陈尧，黄永刚（江苏大学电气学院二年级，三年级） 1.假定:IN1=1,IN3=1时电机正向转动,必须保证本条件 2.假定:遇到白线输出0，遇到黑线输出1; 如果实际电路是：遇到白线输出1，遇到黑线输出0， 这种情况下只需要将第四，第五句改成： #define m0 1 #define m1 0 即可。 3.说明1：直行---------------速度full_speed_left,full_speed_right. 转弯,调头速度------correct_speed_left,correct_speed_right. 微小校正时---------高速轮full_speed_left,full_speed_right; 低速轮correct_speed. 可以通过调节第六，七，八，九，十条程序，改变各个状态 下的占空比（Duty cycle ）,以求达到合适的转弯，直行速度 4.lenth----------length检测到黑线到启动转动的时间间隔 5.width----------mid3在黑线上到脱离黑线的时间差 6.mid3-----------作为判断中心位置是否进入黑线的标志，由于运行的粗糙性和惯性， 常取其他对管的输出信号作为判断条件 7.check_right----若先检测到左边黑线，并且左边已出黑线，判断右端是否压黑线时间拖延

智能循迹小车总体设计方案

智能循迹小车总体设计方案 1.1 整体设计方案 本系统采用简单明了的设计方案。通过高发射功率红外光电二极管和高灵敏度光电晶体管组成的传感器循迹模块黑线路经，然后由AT89S52通过IO口控制L298N驱动模块改变两个直流电机的工作状态，最后实现小车循迹。 1.2系统设计步骤 （1)根据设计要求，确定控制方案； （2)将各个模块进行组装并进行简单调试； （3)画出程序流程图，使用C语言进行编程； （4)将程序烧录到单片机内； （5)进行调试以实现控制功能。 1.2.1系统基本组成 智能循迹小车主要由AT89S52单片机电路、循迹模块、L298N驱动模块、直流电机、小车底板、电源模块等组成。 (1)单片机电路：采用AT89S52芯片作为控制单元。AT89S52单片机具有低成本、高性能、抗干扰能力强、超低功耗、低电磁干扰，并且与传统的8051单片机程序兼容，无需改变硬件，支持在系统编程技术。使用ISP可不用编程器直接在PCB板上烧录程序，修改、调速都方便。 （2）循迹模块：采用脉冲调制反射红外发射接收器作为循迹传感器，调制信号带有交流分量，可减少外界的大量干扰。信号采集部分就相

当于智能循迹小车的眼睛，有它完成黑线识别并产生高、低平信号传送到控制单元，然后单片机生成指令来控制驱动模块来控制两个直流电机的工作状态，来完成自动循迹。 （3）L298N驱动模块：采用L298N作为点击驱动芯片。L298N具有高电压、大电流、响应频率高的全桥驱动芯片，一片L298N可以分别控制两个直流电机，并且带有控制使能端。该电机驱动芯片驱动能力强、操作方便、稳定性好，性能优良。L298N的使能端可以外接电平控制，也可以利用单片机进行软件控制，满足各种复杂电路的需要。另外，L298N的驱动功率较大，能够根据输入电压的大小输出不同的电压和功率，解决了负载能力不够的问题。

循迹小车报告

南京工程学院 工程基础实验与训练中心 本科课程设计说明书（论文） 题目：自动循迹小车 专业：自动化（系统集成） 班级： D自集成092 学号：233090242、233090218、233090211 学生姓名：刘海军、裴阿芹、吴娟 指导教师：曾宪阳 起迄日期： 2011.6.13 ---2011.7.8 设计地点：基础实验楼B206

目录 摘要（中文） (3) 摘要（外文） (4) 一、系统方案 1、课设要求 (5) 1.1、基本功能 (5) 1.2、发挥部分 (5) 2、总体设计 (5) 3、模块方案比较与论证 (6) 3.1、电源模块 (6) 3.2、电机驱动模块 (7) 3.3、传感器模快 (8) 3.4、显示模块 (9) 3.5、测速模块 (10) 4、总原理图 (11) 二、循迹小车硬件设计 (11) 1、机械设计 (11) 2、小车各模块分布 (13) 3、小车传感器位置排布 (13) 三、循迹小车软件设计. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13 1、循迹小车主函数流程图 (13) 2、计算路程模块流程图 (14) 3、循迹模块流程图 (15) 四、程序 (15) 五、开发总结与心得. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ..25 1、总体方案论证和确立 (25) 2、各分立模块的制作调试 (25) 3、总车的装配调试 (25) 4、总结与展望. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ..25 六、参考文献. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ..26

智能循迹避障小车方案设计书

封面

作者：PanHongliang 仅供个人学习 目录 摘要………………………………………………………………………………………2 ABSTRACT………………………………………………………………………………

…2 第一章绪论 (3) 1.1智能小车的意义和作用 (3) 1.2智能小车的现状 (3) 第二章方案设计与论证 (4) 2.1 主控系统 (4) 2.2 电机驱动模块 (4) 2.3 循迹模块 (6) 2.4 避障模块 (7) 2.5 机械系统 (7) 2.6电源模块 (8) 第三章硬件设计 (8) 3.1总体设计 (8) 3.2驱动电路 (9) 3.3信号检测模块 (10) 3.4主控电路 (11) 第四章软件设计 (12) 4.1主程序模块 (12) 4.2电机驱动程序 (12) 4.3循迹模

块 (13) 4.4避障模块 (15) 第五章制作安装与调试 (18) 结束语 (18) 致谢……………………………………………………………………………………… 19 参考文献 (19) 智能循迹避障小车 摘要：利用红外对管检测黑线与障碍物，并以STC89C52单片机为控制芯片控制电动小汽车的速度及转向，从而实现自动循迹避障的功能。其中小车驱动由 L298N驱动电路完成，速度由单片机输出的PWM波控制。 关键词：智能小车；STC89C52单片机； L298N；红外对管 Intelligent tracking and obstacle-avoid car Abstract：Based infrared detection of black lines and theroad obstacles, and use a STC89C52 MCU as the controlling core for the speed and direction, A electronic drived, which can automatic track and avoid the obstacle, was designed and fabricated. In which, the car is drived by the L298N circuit, its speed is controlled by the output PWM signal from the STC89C52. Keywords: Smart Car。STC89C52 MCU。L298N。Infrared Emitting Diode 第一章绪论 1.1智能小车的意义和作用 自第一台工业机器人诞生以来，机器人的发展已经遍及机械、电子、冶金、交通、宇航、国防等领域。近年来机器人的智能水平不断提高，并且迅速地改变着人们的生活方式。人们在不断探讨、改造、认识自然的过程中，制造能替代人劳动的机器一直是人类的梦想。 随着科学技术的发展，机器人的感觉传感器种类越来越多，其中视觉传感器成为自动行走和驾驶的重要部件。视觉的典型应用领域为自主式智能导航系统，对于视觉的各种技术而言图像处理技术已相当发达，而基于图像的理解技术还很落后，机器视觉需要通过大量的运算也只能识别一些结构化环境简单的目标。视

循迹小车比赛规则和说明2

“机器人游广州学院”比赛规则（第二版2011年9月19日更新） 一、任务介绍 “机器人旅游”竞赛项目要求参赛机器人在规定假期时间内，游历尽量多的景点，获得尽量多的得分，并在假期结束前回到宿舍（出发地）。 本次比赛项目分为如下表类型： 机器人类型车型机器人人型机器人（可选） 假期时间90秒200秒 本项目的目的是引导学生学习、设计并制作具有优秀硬件系统与软件系统的移动机器人，逐步提高对机器人的认识与感知，锻炼学生各方面的能力。该比赛对机器人的主要有如下方面的要求： 1、系统规划与优化能力 在预定的假期时间内游历尽量多的景点，完成计划中的旅游活动，并回到宿舍（出发地）。是一种最优规划活动；有一定的系统规划与优化能力。距离出发点近（或到达难度低）的景点分值小，远（或到达难度高）的景点分值大。想得到高分，就要远游；游得太远太多，就有来不及在规定时间内回到宿舍的危险。 2、应变能力 有路障的摆放数量与位置，在机器人从宿舍出发后，随机确定。这在一定程度上可控制竞赛的难度，并使旅游线路有一定的不确定性。路障位置在比赛前公布。 3、爬坡能力 某些地方景点的坡度要求机器人有较好的爬坡能力。 4、快速性与稳定性 机器人在整个旅游过程中，始终要在快速和稳定中求得平衡，否则，难以取得好的成绩。 二、场地说明 1、场地 比赛场地4M X 4.5M。地面表面为白色。(删除了边栏) 旅游道路的中心有宽度约为24mm的黑色引导线用以引导机器人。 宿舍（出发点）为400mm*400mm的方形区域，有白线与地图作为分界线。 2、线路图 机器人旅游线路由直道、弯道、环路和交叉路口等组成，任意2个交叉路口之间的距离不小于500mm。 3、路障 某些地方可能会出现路障，表示此路不通。路障大小为30cm*10cm*10cm的“木块”，随机固定在场地路障设置处。 4、旅游景点 比赛中所有景点均采用大小为30cm*10cm*10cm的“木块。”景点包括以下三种： 4.1、固定景点 固定景点有供机器人碰撞的挡板。所有固定景点都在其所处道路的尽头。 机器人车体碰到挡板，使挡板有明显摆动，既认为机器人已游览了景点。

智能循迹小车总体设计方案

智能循迹小车总体设计方案 整体设计方案 本系统采用简单明了的设计方案。通过高发射功率红外光电二极管和高灵敏度光电晶体管组成的传感器循迹模块黑线路经，然后由AT89S52通过IO口控制L298N驱动模块改变两个直流电机的工作状态，最后实现小车循迹。 系统设计步骤 （1)根据设计要求，确定控制方案； （2)将各个模块进行组装并进行简单调试； （3)画出程序流程图，使用C语言进行编程； （4)将程序烧录到单片机内； （5)进行调试以实现控制功能。 系统基本组成 智能循迹小车主要由AT89S52单片机电路、循迹模块、L298N驱动模块、直流电机、小车底板、电源模块等组成。 (1)单片机电路：采用AT89S52芯片作为控制单元。AT89S52单片机具有低成本、高性能、抗干扰能力强、超低功耗、低电磁干扰，并且与传统的8051单片机程序兼容，无需改变硬件，支持在系统编程技术。使用ISP可不用编程器直接在PCB板上烧录程序，修改、调速都

方便。 （2）循迹模块：采用脉冲调制反射红外发射接收器作为循迹传感器，调制信号带有交流分量，可减少外界的大量干扰。信号采集部分就相当于智能循迹小车的眼睛，有它完成黑线识别并产生高、低平信号传送到控制单元，然后单片机生成指令来控制驱动模块来控制两个直流电机的工作状态，来完成自动循迹。 （3）L298N驱动模块：采用L298N作为点击驱动芯片。L298N具有高电压、大电流、响应频率高的全桥驱动芯片，一片L298N可以分别控制两个直流电机，并且带有控制使能端。该电机驱动芯片驱动能力强、操作方便、稳定性好，性能优良。L298N的使能端可以外接电平控制，也可以利用单片机进行软件控制，满足各种复杂电路的需要。另外，L298N的驱动功率较大，能够根据输入电压的大小输出不同的电压和功率，解决了负载能力不够的问题。

智能循迹小车程序代码

/**************************************************************** ************ 硬件连接 P1_4接驱动模块ENA使能端，输入PWM信号调节速度 P1_5接驱动模块ENB使能端，输入PWM信号调节速度 P1_0 P1_1接IN1 IN2 当P1_0=1,P1_1=0; 时左电机正转驱动蓝色输出 端OUT1 OUT2接左电机 P1_0 P1_1接IN1 IN2 当P1_0=0,P1_1=1; 时左电机反转 P1_2 P1_3接IN3 IN4 当P1_2=1,P1_3=0; 时右电机正转驱动蓝色输出 端OUT3 OUT4接右电机 P1_2 P1_3接IN3 IN4 当P1_2=0,P1_3=1; 时右电机反转 P1_0接四路寻迹模块接口第一路输出信号即中控板上面标记为OUT1 P1_1接四路寻迹模块接口第二路输出信号即中控板上面标记为OUT2 P1_2接四路寻迹模块接口第三路输出信号即中控板上面标记为OUT3 P1_3接四路寻迹模块接口第四路输出信号即中控板上面标记为OUT4 八路寻迹传感器有信号(白线）为0 没有信号（黑线）为1 ***************************************************************** ***********/ #include #define Right_moto_pwm P1_4 //接驱动模块ENA使能端，输入PWM 信号调节速度 #define Left_moto_pwm P1_5 //接驱动模块ENB使能端，输入PWM 信号调节速度 #define Left_1_led P2_0 //四路寻迹模块接口第一路 #define Left_2_led P2_1 //四路寻迹模块接口第二路 #define Right_1_led P2_2 //四路寻迹模块接口第三路 #define Right_2_led P2_3 //四路寻迹模块接口第四路 #define Left_moto_go {P1_0=0,P1_1=1;} //左电机前进 #define Left_moto_back {P1_0=1,P1_1=0;} //左电机后退 #define Left_moto_stop {P1_0=1,P1_1=1;} //左电机停转 #define Right_moto_go {P1_2=0,P1_3=1;} //右电机前转

PWM调速+循迹__智能小车程序

//T0产生双路PWM信号，L298N为直流电机调速，接L298N时相应的管脚上最好接上10K 的上拉电阻。 /* 晶振采用12M,产生的PWM的频率约为100Hz */ #include #include #define uchar unsigned char #define uint unsigned int sbit en1=P3^4; /* L298的Enable A */ sbit en2=P3^5; /* L298的Enable B */ sbit s1=P1^0; /* L298的Input 1 */ sbit s2=P1^1; /* L298的Input 2 */ sbit s3=P1^3; /* L298的Input 3 */ sbit s4=P1^2; /* L298的Input 4 */ sbit R=P2^0; sbit C=P2^1; sbit L=P2^2; sbit key=P1^4; uchar t=0; /* 中断计数器*/ uchar m1=0; /* 电机1速度值*/ uchar m2=0; /* 电机2速度值*/ uchar tmp1,tmp2; /* 电机当前速度值*/ /* 电机控制函数index-电机号(1,2); speed-电机速度(0-100) */ void motor(uchar index, char speed) { if(speed<=100) { if(index==1) /* 电机1的处理*/ { m1=abs(speed); /* 取速度的绝对值*/ s1=1; s2=0; } if(index==2) /* 电机2的处理*/ { m2=abs(speed); /* 电机2的速度控制*/ s3=1; s4=0; } } } void Back(void) {

循迹小车作品说明书

目录 1 电路设计 .............................................. 错误!未定义书签。 总体方框图........................................ 错误!未定义书签。 工作原理.......................................... 错误!未定义书签。 2 各主要电路及部件工作原理 .............................. 错误!未定义书签。 三路循迹电路简要说明.............................. 错误!未定义书签。 电压比较电路简要说明.............................. 错误!未定义书签。 电机驱动电路简要说明.............................. 错误!未定义书签。 复位电路简要说明.................................. 错误!未定义书签。 % 电源电路简要说明.................................. 错误!未定义书签。 3 主要程序段 ............................................ 错误!未定义书签。 4 元器件清单 ............................................ 错误!未定义书签。 5 作品介绍 .............................................. 错误!未定义书签。 作品简介.......................................... 错误!未定义书签。 流程图............................................ 错误!未定义书签。 6 设计总结 .............................................. 错误!未定义书签。 设计心得体会....................................... 错误!未定义书签。 改进意见........................................... 错误!未定义书签。附录一循迹小车原理图 ................................... 错误!未定义书签。 &

智能循迹小车详细制作过程

（穿山乙工作室） 三天三十元做出智能车 0.准备所需基本元器件 1）.基本二驱车体一台。（本课以穿山乙推出的基本车体为例讲解） 2）.5x7cm 洞洞板、单片机卡槽、51单片机、石英晶体、红色LED 、1K 电阻、10K 排阻各一个；2个瓷片电容、排针40个。 3）.5x7cm 洞洞板、7805稳压芯片、红色LED 、1K 电阻各一个；双孔接线柱三个、10u 电解电容2个、排针12个、9110驱动芯片2个。 4）.5x7cm 洞洞板、LM324比较器芯片各一个；红外对管三对、4.7K 电阻3个、330电阻三个、红色3mmLED 三个。 一、组装车体 基本设计思路： 1.基本车架（两个电机一体轮子+一个万向轮） 2.单片机主控模块 3.电机驱动模块（内置5V 电源输出） 4.黑白线循迹模块

（图中显示的很清晰吧，照着上螺丝就行了） 二、制作单片机控制模块 材料：5x7cm洞洞板、单片机卡槽、51单片机、石英晶体、红色LED、1K电阻、10K排阻各一个；2个瓷片电容、排针40个。 电路图如下，主要目的是把单片机的各个引脚用排针引出来，便于使用。我们也有焊接好的实物图供你参考。（如果你选用的是STC98系列的单片机在这里可以省掉复位电路不焊，仍能正常工作。我实物图中就没焊复位）

三、制作电机驱动模块 材料：5x7cm洞洞板、7805稳压芯片、红色LED、1K电阻各一个；双孔接线柱三个、10u电解电容2个、排针12个、9110驱动芯片2个。 电路图如下，这里我们把电源模块与驱动模块含在了同一个电路板上。因为电机驱动模块所需的电压是+9V左右（6—15V 均可），而单片机主控和循迹模块所需电压均为+5V。 这里用了一个7805稳压芯片将+9V电压稳出+5V电压。 +9V