关于小车论文例文,与基于模块化控制的多功能智能小车设计相关发表论文

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摘 要：介绍一款采用8位单片机Mega128设计的具有寻迹、金属检测、避障、趋光及距离测量等五大功能的多功能智能小车.该多功能智能小车系统采用模块化控制.通过嵌入模糊控制算法,实现小车精准寻迹；采用超声波检测障碍物使小车提前做出反应,绕过障碍物；设计灵敏度可调的趋光系统,驱动小车趋光进库；通过金属传感器检测金属块；利用霍尔器件测量小车行驶的路程；最终将金属块个数,行驶时间及路程显示在液晶屏上,实现了友好的人机界面.实验表明,智能小车系统能够顺利完成种各功能,在各独立控制模块上能达到较高的稳定性和精度要求.

关 键 词：智能小车；多功能；模块化控制；寻迹；避障

中图分类号：TN91134文献标识码：A文章编号：1004373X（2013）16013703

0引言

智能小车形式多样,控制方法多变,创新性强,因此在电子竞赛和科技创新方面一直受到热捧.每年的“飞思卡尔”智能小车比赛中就分有电磁组,光电组,摄像头组,分别通过电磁传感器,光电传感器,摄像头来采集信号,检测小车的循迹能力和运行速度；遥控小车也是在小车上装上无线模块来接收遥控端发来的信号,从而实现小车的智能化控制；灭火机器人则是在避障小车的基础上加入趋光模块和温度传感器,使小车趋向火源灭火.鉴于目前基于智能小车的设计,大多都是功能单一的寻迹小车,避障小车或遥控小车,在此将设计一种将红外对管寻迹、金属检测、超声波避障、硅光电池趋光和距离测量集成在同一个系统中的多功能智能小车,实现其多任务处理功能.同时,本系统针对各模块采用优化控制方案,以期望得到更精准控制.整个智能小车系统具有高效率、高准确度、低成本等特点.

当前对智能小车系统的控制方法也是多种多样,常见的有路径记忆法[1],模糊控制法[2],图像识别法[3]等.这些方法对于单任务的小车控制都能达到理想的效果.在本文所设计的智能小车系统中,将充分考虑小车的多任务性,采取模块化控制方法来实现小车的多功能控制,并在模块化的基础上嵌套模糊控制的方法,使小车既满足多功能要求,又能实现各控制模块独立、稳定运行.

1系统结构设计

系统设计一般包括硬件设计和软件设计.本系统中硬件设计由电源模块、驱动模块、寻迹模块、金属检测模块、超声波避障模块、硅光电池趋光模块和显示模块构成,系统的整体结构如图1所示.

1.1驱动模块

由单片机产生两路PWM波,通过L298N电机驱动芯片控制两个直流电机,分别驱动动左轮和右轮.直走时两路PWM波频率相位相同,当需要转弯时,改变PWM波控制相应的电机反转,另一电机正转.两边形成差速即可实现转弯.调整反转的的时间,可以控制转弯的大小和快慢,改变PWM波的占空比可以控制小车的速度.

1.2寻迹模块

该模块主要利用光电对管来检测小车赛道上的黑线.当光电对管内的发光二极管位于黑线上时,发光二极管发出的光被黑色吸收,不能被反射回来,此时,接收端上的光电三级管基极电压为零,三极管不能导通,输出低电平,与之相连的比较器同相端的也为低电平,最终输入单片机对应引脚一个低电平.单片机检测到输入的低电平就会对电机进行相应的处理,驱动小车转弯,使得这个光电对管偏离黑线.一旦离开黑线,光电三级光就能够接受到光照,三极管导通输出高电平,给单片机引脚输入一个高电平,单片机检测到该高电平后给相应电机正转命令,小车恢复直线行驶.依此循环,最终小车就能沿着黑线所设定的的轨迹行驶.

设计寻迹模块时,为了减小环境光的干扰,可以在放大器的反向端接入一个滑线变阻器,通过调节电阻&