自动避障寻迹小车软件工作设计开题总结报告.pdf

西安工业大学北方信息工程学院 毕业设计（论文）开题报告 题目：自动避障寻迹小车软件设计 系 （部）： 电子信息系 专 业： 通信工程 班 级： B090310 学 生： 何 欣 学 号： 指导教师： 王青岳 2012 年 12 月 18 日 1.毕业设计（论文）综述（题目背景、研究意义及国内外相关研究情况） 1.1题目背景： 智能小车的巡线和避障功能在生产生活中都有着广泛的用途。例如：可以用在 大的生产车间的物流系统中，按照预先设定的路线来传输货物自动躲避障碍功能从 而使工作更加安全和效率更高。 1.2研究意义： 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，智能小车可以作为机器人的典型代表。 电子技术的飞速发展，对自动化要求越来越高，智能汽车检测并完成特殊的任 务将成为以后的一个新的发展方向。在危险或不利于人工作业的环境下，利用智能 小车替代人工作业完成特殊任务，避免人员伤亡，更可减少经济损失。 1.3国内外相关研究情况： 在世界科学界和工业设计界中，众多的研究机构都在研发智能车辆，其中具有 代表性的智能车辆包括： 美国 NavLab 系列智能车辆系统。该系统是由美国卡内基·梅隆大学机器人研究 所研制的。NavLab ．V 系统的车体采用 Pontiac 运动跑车。其传感器系统包括视觉 传感器系统、差分 GPS 系统、光纤阻尼陀螺和光码盘。 德国 VaMoRs—P 智能车辆系统。该系统由德国联邦国防大学和奔驰汽车公司 研制的。车体采用奔驰 500 型轿车。传感器系统包括由 4 个小型彩色 CCD 摄像机 构成的两组主动式双目视觉系统、3 个惯性线性加速度计和角度变化传感器、测速 表及发动机状态测量仪等。执行机构包括方向力矩电机、电子油门和液压制动器等。 国内智能车辆研究由于起步晚，以及经济条件的制约，在智能车辆研究领域与 发达国家有一定的差距，目前开展这方面研究工作的单位主要包括一些大学和科研 机构，具有代表性的系统有： 7B ．8 智能车辆系统。该系统是由南京理工大学、北京理工大学、浙江大学、 国防科技大学、清华大学等多所院校联合研制，属于军用室外智能车辆，于 1995 年底通过验收。 飞思卡尔杯全国大学生智能汽车竞赛就是在这样的背景下应运而生的。比赛由 国家教育部高等学校自动化专业教学指导分委员会主办，飞思卡尔半导体公司协办。 由组委会提供统一的车模和单片机，要求各参赛队在不改变车模的底盘结构的前提 下，通过选择适当的检测方案和控制算法，使车模能够在专门设计的跑道上自主地 识别路线行驶，单圈行驶时间最短的赛车获胜。这样，通过提供一个相同的比赛平 台，各参赛队伍必须仔细研究车模的数学模型和控制方案，从检测和控制的角度来 解决这个问题。 2.本课题研究的主要内容和拟采用的研究方案、研究方法或措施 2.1 主要内容： 本题目要求一小车能够自动沿引导线寻迹，能够根据超声波检测自动躲避障碍， 并恢复对路线的循迹。该小车采用单片机作为电动车的控制核心，通过寻迹模块采 集路线信息，经判断处理后准确地控制小车沿引导线前进。通过避障模块在寻迹过 程中利用超声波对距离的检测将前方的障碍探测出来并且通过超声波传回的数据 进行判断避障，通过霍尔传感器检测轮子转一圈脉冲变换信息，构成速度采集模块， 同时小车能够在 1602 液晶上自动显示、记录时间、里程以及行驶速度。 2.2研究方案 a. 硬件方案 系统框图如图1所示。 车速检测单元 信号调理电路 电 池