智能循迹小车设计PPT课件
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《自动循迹小车》课件
自动循迹小车PPT课件 大纲
,
汇报人：
目录
01 添 加 目 录 项 标 题 03 自 动 循 迹 小 车 的 硬
件设计
05 自 动 循 迹 小 车 的 调 试与测试
02 自 动 循 迹 小 车 的 概 述
04 自 动 循 迹 小 车 的 软 件设计
06 自 动 循 迹 小 车 的 优 化与改进
Part One
自动循迹小车的组成
传感器：用于检测道路信 息，如红外传感器、超声 波传感器等
控制器：用于处理传感器 信息，控制小车的运动， 如单片机、微控制器等
驱动系统：用于驱动小车 运动，如直流电机、步进 电机等
机械结构：用于支撑小车， 如底盘、车轮等
电源系统：为小车提供电 力，如电池、电源适配器 等
软件系统：用于控制小车 运动，如嵌入式操作系统、 控制算法等
驱动方式： PWM控 制或H桥 驱动
驱动电路： 电源、控 制电路、 保护电路 等
驱动参数： 转速、扭 矩、电流 等
驱动性能： 响应速度、 稳定性、 效率等
驱动接口： 与主控板 的连接方 式及协议
传感器模块
传感器类型：红外传感器、超声波传感器等 传感器功能：检测障碍物、检测路径等 传感器安装位置：小车前端、侧面等 传感器工作原理：红外反射、超声波反射等
优化控制策略： 提高控制精度， 减少控制误差
优化硬件配置： 提高硬件性能， 减少硬件瓶颈
性能提升措施
优化算法：提高 小车的寻迹速度 和准确性
硬件升级：更换 更高性能的电机 和传感器
软件优化：优化 小车的控制程序， 提高响应速度和 稳定性
结构优化：改进 小车的结构设计， 提高其稳定性和 耐用性
应用拓展方向
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汇报人：
目录
01 添 加 目 录 项 标 题 03 自 动 循 迹 小 车 的 硬
件设计
05 自 动 循 迹 小 车 的 调 试与测试
02 自 动 循 迹 小 车 的 概 述
04 自 动 循 迹 小 车 的 软 件设计
06 自 动 循 迹 小 车 的 优 化与改进
Part One
自动循迹小车的组成
传感器：用于检测道路信 息，如红外传感器、超声 波传感器等
控制器：用于处理传感器 信息，控制小车的运动， 如单片机、微控制器等
驱动系统：用于驱动小车 运动，如直流电机、步进 电机等
机械结构：用于支撑小车， 如底盘、车轮等
电源系统：为小车提供电 力，如电池、电源适配器 等
软件系统：用于控制小车 运动，如嵌入式操作系统、 控制算法等
驱动方式： PWM控 制或H桥 驱动
驱动电路： 电源、控 制电路、 保护电路 等
驱动参数： 转速、扭 矩、电流 等
驱动性能： 响应速度、 稳定性、 效率等
驱动接口： 与主控板 的连接方 式及协议
传感器模块
传感器类型：红外传感器、超声波传感器等 传感器功能：检测障碍物、检测路径等 传感器安装位置：小车前端、侧面等 传感器工作原理：红外反射、超声波反射等
优化控制策略： 提高控制精度， 减少控制误差
优化硬件配置： 提高硬件性能， 减少硬件瓶颈
性能提升措施
优化算法：提高 小车的寻迹速度 和准确性
硬件升级：更换 更高性能的电机 和传感器
软件优化：优化 小车的控制程序， 提高响应速度和 稳定性
结构优化：改进 小车的结构设计， 提高其稳定性和 耐用性
应用拓展方向
简易电磁循迹智能小车PPT课件
2019/7/5
检测电磁线圈选用10mH的工字电感，这类电感的体积 小，Q值高，具有开放的磁芯等特点。
已知感应电动势的频率为f=20 kHz，感应线圈电感为 L= 10 mH ，可以计算出谐振电容的容量为：
标称电容与上述容值最为接近的电容为 6.8nF， 所以在实际电路中我们选用 6.8nF 的独石电容作为谐振电 容。该电容虽然误差比较大，测试中15个电容里面误差最小 的都有1453pF，但价格便宜。
Transition Page
本次设计中是通过判断小车偏移量，来调整小车位置，从而达到按规定路线行驶的要求。
赛车
小车位于轨道中心 小车偏右
小车偏左
小车左转
左传感器 弱 强 弱 无 无 弱 强
右传感器 弱 弱 强 弱 强 无 无
左电机 慢 慢 快 慢 快 停 停
逻辑判断表
右电机 慢 快 慢 停 停 慢 快
磁感线是以导体为圆心的一系列同心圆，由上述公式可知，当电 流I一定时，磁感应强度与距离导线中心的长度成反比。变化的磁 场通过感应线圈会产生感应电动势。因此在小车前方放置感应线 圈，根据磁场的大小产生相应感应电动势，驱动小车行进。根据 法拉第电磁感应定律可知，假设线圈半径为r，感应电动势为：
过渡页
目录页
Contents Page
第第一一章章并简列介概关要系 第第二二章章递设进计原关理系 第第三三章章循制环作过关程系 第四第章四章其他总结类型
过渡页
Transition Page
简介概要
技术背景
智能汽车这个概念是在半个世纪前提出，一些发达国家如德国、美国、 英国已将智能汽车用于社会服务，其拥有强大的控制、识别能功能。智 能汽车不仅可以用于生产、服务，大幅度提高我们的工作效率，同时给 予人们更多地便利及安全保障。智能汽车将会对未来交通系统带来巨大 的变革。然而目前所需要解决的最大问题便是无人驾驶汽车的安全问题。
智能循迹小车ppt文档全文预览
REPORTING
THANKS
感谢观看
别和跟踪。
优化控制算法
采用PID控制、模糊控制等算法， 提高小车行驶的稳定性和准确性。
完善硬件设计
优化电路设计、电机驱动、电源 管理等硬件模块，提升小车性能。
拓展应用场景
将智能循迹小车应用于仓储物流、 智能家居等领域，验证其实用性
和可靠性。
未来研究方向探讨
多传感器融合技术
研究如何将多种传感器信息进行融合， 提高小车的环境感知能力和适应性。
调试技巧和优化策略
调试技巧
在调试过程中，可以采用分模块调试的方法，逐个验证每个模块的功能是否正常；同时，可以利用串口通信等手 段，实时输出调试信息，帮助定位问题。
优化策略
针对循迹算法的优化，可以采用动态阈值调整的方法，提高轨迹检测的准确性；针对电机控制的优化，可以采用 PID控制算法，提高小车的行驶稳定性和速度控制精度。此外，还可以通过硬件升级、算法改进等手段，进一步 提高智能循迹小车的性能。
深度学习技术应用
探索深度学习在智能循迹小车中的应 用，如通过神经网络实现更复杂的路 径规划和决策。
多车协同控制技术
研究多辆智能循迹小车之间的协同控 制策略，实现更高效、灵活的群体协 作。
智能化与自主化
进一步提升小车的智能化水平，如实 现自主导航、避障、路径规划等功能， 使其更加适应复杂环境。
2023
2023
REPORTING
智能循迹小车ppt文档 全文预览
2023
目录
• 智能循迹小车概述 • 智能循迹小车硬件设计 • 软件编程与算法实现 • 性能测试与结果分析 • 挑战与解决方案探讨 • 总结与展望
2023
PART 01
(完整)智能循迹小车答辩PPT精品PPT资料精品PPT资料
采用直流减速电机，配合L298N驱动芯片组合。
前后两排光电管先后接收到分叉口的信号，通过配合控制小车行驶路线
小车的红外光电对管6对安装在进 入万向轮前，作为判断路口，另4对安装在万向轮后作为寻迹。
信 号
利用红外线对于不同颜色具有不交同的反射性质的特点。
有
right1(右微调)
叉
效
路
小
口
车
︵
左
X
微
︶
调
课题：智能寻迹小车
专业：应用电子技术 学生：胡裕炜、刘桂兰、王丹槽 指导老师：杨俊鸣 答辩日期： 年1月18日
➢选题背景 ➢系统设计要求 ➢智能寻迹小车总体设计方案 ➢智能循迹小车硬件设计 ➢智能循迹小车软件设计 ➢结论
目录
选题背景
自第一台工业机器人诞生以来，制造能替代人工作的机器一直是人类 的梦想。
1. 采用光敏电阻组成光敏探测器。 2. 采用TCRT5000型红外发射管和接收管传感器。
电机驱动模块比较
1. 采用继电器对电动机的开或关进行控制。 2. 采用电阻网络或数字电位器调节电动机的分压，从而达到分压的目的。 3. 采用L298N作为电机驱动芯片。
电机模块比较
1. 采用直流减速电机，配合L298N驱动芯片组合。 2. 采用步进电机，配合L298N驱动芯片组合。
如果遇到黑线则红外光被吸收，则红外对管接收管接收不到信号（否反射光）.
智能寻迹小车的总体设计方案
是
左拐
否
偶数圈
否 寻迹
是
right
右拐
2.X、Y路口信号采集:
智能寻迹小车软件设计
进
信
入
号
分
有
采用L298N作为电机驱动芯片叉。
智能循迹小车精讲PPT课件
2024/1/27
22
地图构建技术探讨
增量式地图构建
随着机器人的移动不断更新地图信息。
多机器人协同建图
利用多个机器人的感知信息共同构建环境地 图。
2024/1/27
23
导航策略优化方向
动态避障
实时感知环境中的动态障碍物，并调整路径规划以避免碰撞。
2024/1/27
24
导航策略优化方向
多目标点导航
代码实现
在循迹算法的基础上，增加避障逻辑。当检测到障碍物时，根据避障策略调整小车的运动状态，同时更新路径信 息，确保小车能够安全地绕过障碍物并继续沿着预定路径行驶。
2024/1/27
15
调试技巧与经验分享
调试技巧
使用仿真工具进行前期验证，可以大大缩短开发周期；在实际调试过程中，可以采用分模块调试的方 法，逐一验证各个模块的功能和性能。
智能循迹小车精讲 PPT课件
2024/1/27
1
目 录
2024/1/27
• 智能循迹小车概述 • 智能循迹小车硬件组成 • 软件编程与算法实现 • 路径规划与导航策略 • 无线通信与远程控制 • 性能测试与评估指标 • 总结与展望
2
01
智能循迹小车概述
2024/1/27
3
定义与发展历程
2024/1/27
适用于无权图，能找到最短路径。
A*算法
引入启发式函数，提高搜索效率。
18
路径规划方法比较
RRT（快速扩展随机树）
通过随机采样构建路径，适用于高维空间和 复杂环境。
2024/1/27
PRM（概率路线图法）
构建连通图后进行路径搜索，适用于静态环 境。
19
自动循迹小车-PPT课件
基于单片机的智能寻迹小车的设计
小车沿线自动行驶
• 1.智能寻迹小车的研究意义 • 2.系统模块组成结构
• 3.系统硬件设计
• 4.系统软件设计 • 5 实验测试
1.智能寻迹小车的研究意义
大家在新闻中都看到过登月小车 或者听说过无人驾驶车吧
在那些人类很难适应、或无法进入的工 作环境中，我们可以看到它们的身影。
40 39 38 37 36 35 34 33 32 31 30 29 28 27 26 25 24 23 22 21
1 0K 1 0K 1 0K 1 0K 1 0K 1 0K 1 0K 1 0K
VCC 4 7K 4 7K 4 7K 4 7K 1K
VCC
V SS RS(CS) RW( SI D ) V D D E (SCL K ) V0
1 28 6 4
从单片机
键盘
液晶显示
单片机系统电路
/RST NC VOUT LEDK LEDA
D B0 D B1 D B2 D B3 D B4 D B5 D B6 D B7 PSB
• 电源电路
• L298电机控制驱动：
小车光电采样电路
3.2 寻迹电路原理
a.采样电路原理框图
采 样 电 路 1 P 2 .7
采 样 电 路
2
P 2 .6
采 样 电 路
3
P 2 .5
采 样 电 路
4
P 2 .4
采 样 电 路
5
P 2 .3
图
7
光 电 采 样 原 理 框 图
提示
红外发射管
红外接收管
VCC
红外发射管
10K R21 8 VCC 3 U1C 4.7K R17 R18 200
小车沿线自动行驶
• 1.智能寻迹小车的研究意义 • 2.系统模块组成结构
• 3.系统硬件设计
• 4.系统软件设计 • 5 实验测试
1.智能寻迹小车的研究意义
大家在新闻中都看到过登月小车 或者听说过无人驾驶车吧
在那些人类很难适应、或无法进入的工 作环境中，我们可以看到它们的身影。
40 39 38 37 36 35 34 33 32 31 30 29 28 27 26 25 24 23 22 21
1 0K 1 0K 1 0K 1 0K 1 0K 1 0K 1 0K 1 0K
VCC 4 7K 4 7K 4 7K 4 7K 1K
VCC
V SS RS(CS) RW( SI D ) V D D E (SCL K ) V0
1 28 6 4
从单片机
键盘
液晶显示
单片机系统电路
/RST NC VOUT LEDK LEDA
D B0 D B1 D B2 D B3 D B4 D B5 D B6 D B7 PSB
• 电源电路
• L298电机控制驱动：
小车光电采样电路
3.2 寻迹电路原理
a.采样电路原理框图
采 样 电 路 1 P 2 .7
采 样 电 路
2
P 2 .6
采 样 电 路
3
P 2 .5
采 样 电 路
4
P 2 .4
采 样 电 路
5
P 2 .3
图
7
光 电 采 样 原 理 框 图
提示
红外发射管
红外接收管
VCC
红外发射管
10K R21 8 VCC 3 U1C 4.7K R17 R18 200
智能寻迹小车制作.ppt
郭建凯制作
坚持不懈
^-^
电源 电机驱动 遥控器 接收模块 寻迹
软件设计
电源：
7805电源芯片，为
整个系统提供5v的
在使U用17是80758作05为，电c1源、时c4，（为瓷工作了片电防压 止后
续电电路容对7180045）输c入2、，c输3（出电的解影电响，在 78整05容个的小>输1车入0u的输f）电出源端分连为接2滤小个结波部：电分容，，小防
PWM转动，IN产4(12生 发脚)相热I当，N3(大该10脚的怎) 电么1流解3、，决14脚使？芯I制片N3电急和机剧IN的4转可向以，控
0
X
x
禁止输出 和启停（相同时
1
0 Pwm，0可以通过禁止输出 停止，不同时转
1 1
1
接 制 电单端机片，启110机 控 停单 比控 制 、片 不 制机 同 电101输 的 机（整出方转l流n占波速4二0空控0极禁输输7止出出管）电输正反流出向向
为 入了的提函高数比关较系器，的而反应应当速着度重和抓灵住敏比度较，器它的所输采出用从的一运个放电不平但跳没变 有 到引另入一负个反电馈平，的有临时界甚条至件还所加对正应反的馈输。入因电此压比值较 （器阈的值性）能来分析 方 输法入与量放与大输、出运量算之电间路的是关不系同。的。
741引
寻迹电路分析： 脚图
和自己的接收模块对应能（可以在
不加密时将遥控调试22好62再进行加
密） 芯片
红外发射 模块
接收：
由2272对接收到的信号进行 解码后输出到单片机进行处 理
接收模块
地址码
谐振电阻 接收模块
寻迹：
电 ⑵压非比线较性器。的由功于能比是较比器较中两运个放电处压于的开大环小或，正例反如馈将状一态个，信它号的电
坚持不懈
^-^
电源 电机驱动 遥控器 接收模块 寻迹
软件设计
电源：
7805电源芯片，为
整个系统提供5v的
在使U用17是80758作05为，电c1源、时c4，（为瓷工作了片电防压 止后
续电电路容对7180045）输c入2、，c输3（出电的解影电响，在 78整05容个的小>输1车入0u的输f）电出源端分连为接2滤小个结波部：电分容，，小防
PWM转动，IN产4(12生 发脚)相热I当，N3(大该10脚的怎) 电么1流解3、，决14脚使？芯I制片N3电急和机剧IN的4转可向以，控
0
X
x
禁止输出 和启停（相同时
1
0 Pwm，0可以通过禁止输出 停止，不同时转
1 1
1
接 制 电单端机片，启110机 控 停单 比控 制 、片 不 制机 同 电101输 的 机（整出方转l流n占波速4二0空控0极禁输输7止出出管）电输正反流出向向
为 入了的提函高数比关较系器，的而反应应当速着度重和抓灵住敏比度较，器它的所输采出用从的一运个放电不平但跳没变 有 到引另入一负个反电馈平，的有临时界甚条至件还所加对正应反的馈输。入因电此压比值较 （器阈的值性）能来分析 方 输法入与量放与大输、出运量算之电间路的是关不系同。的。
741引
寻迹电路分析： 脚图
和自己的接收模块对应能（可以在
不加密时将遥控调试22好62再进行加
密） 芯片
红外发射 模块
接收：
由2272对接收到的信号进行 解码后输出到单片机进行处 理
接收模块
地址码
谐振电阻 接收模块
寻迹：
电 ⑵压非比线较性器。的由功于能比是较比器较中两运个放电处压于的开大环小或，正例反如馈将状一态个，信它号的电
(精品课件)电动智能循迹小车设计
物理与电子工程系《电子设计与实践》
2、设计方法与系统框图
以功能模块为基础自顶而下的设计方法
小车循迹系统
自
顶
而 下
路电 面机 检驱
单键显声 片盘示响 机模模模
路面 检测
测动 控块块块
制
显示 声响 模块 模块
单片机
电机
控制 . 驱动
键盘模块
抓住主要矛盾，不在具体细节上纠缠。
尽量运用概念描述、分析设计对象，不过早地考虑具体的
物理与电子工程系《电子设计与实践》
接收器 C
1m 中点 O’
x
W
y
D
S 可移动
声源
电机
传感
通信
接收器 A
中点 O 1m
接收器 B
图1 系统示意图
物理与电子工程系《电子设计与实践》
MCU
智能小车控制的题目涉及到：传感（光、 声）、通信、机械、MCU控制等。
➢实现了机电一体化设计； ➢体现了多学科交叉应用。
第十一讲 循迹小车的设计
一、课题的背景与意义
二、循迹小车设计思路
三、循迹C程序设计 四、课后思考与实训
物理与电子工程系 徐坤
物理与电子工程系《电子设计与实践》
一、课题的背景与意义
1、市场需求 未来几年，国内汽车、电动汽车市场前
景良好，与之相关的人才需求量巨大。
涉及到： ➢汽车生产、销售 ➢售后服务 ➢汽车电子
光电晶体管导通 光电晶体管截止
输出高电平 输出低电平
高低
高
高
物理与电子工程系《电子设计与实践》
4、电U3机驱动
电机驱动芯片——L298
9
4
5 7 10 12 6 11
)电动智能循迹小车设计专业课件
12、人乱于心，不宽余请。*** Wednesday, August 11, 2021
13、生气是拿别人做错的事来惩罚自 己。21.8.1121.8.11**August 11, 2021
14、抱最大的希望，作最大的努力。2021年8月11日 星期三 **21.8.11
15、一个人炫耀什么，说明他内心缺 少什么 。。2021年8月 *21.8.11*August 11, 2021
11、人总是珍惜为得到。2021/8/112021/8/112021/8/11Aug-2111-Aug-21
12、人乱于心，不宽余请。2021/8/112021/8/112021/8/11Wednesday, August 11, 2021
13、生气是拿别人做错的事来惩罚自 己。2021/8/112021/8/112021/8/112021/8/118/11/2021
否
{ 完成检测信号的识别、处理及 循迹是否结束？
对小车运动状态的做化
（1）I/O分配与定义
启动
传左右感侧信电号子输控入制端端 ：：：
系统初始化
ssbsbibtitilteINIfNt1_3=s=PePn11s^^o03r;=; P2^0; ssbsbibtitimtINIiNd2d4=l=ePP_11s^^e14n; ;sor=P2^1;
16、业余生活要有意义，不要越轨。2021/8/112021/8/11August 11, 2021
17、一个人即使已登上顶峰，也仍要 自强不 息。2021/8/112021/8/112021/8/112021/8/11
物理与电子工程系《电子设计与实践》
9、 人的价值，在招收诱惑的一瞬间被决定 。2021/8/112021/8/11Wednes day, August 11, 2021
自动循迹智能汽车综合设计ppt
如何识别道路
如何识别道路
如何识别道路
单运放放大电路
双运放放大电路
1 N A 3 DDZener K 9 0 1R K3 6 00 5R5 D N G 4 5 0 0.1uC1 1 DDSchottky 2 DDSchottky 4 2 0 0.1uC1 D N G K K 1 0 8 0 1R 5 D RRG1RG2 N G +5V 8765 VCC OUT2 IN2(-) IN2(+) 3 C 0.1uF D N OUT1IN1(-)IN1(+)G 1 USOP8-NE5532 1234 -5V K 0 7 0 1R 1 2.2KR K 1 D N 4 G R D N 6 G C 0.1uF K 0 3 0 2R 4 6.8nFC D N G IN1
2.2 PID控制
2.3 测速反馈构成的闭环控制
电 机 驱动板
硬件设计的一般流程
1、确立设计需求。 2、选择合理的方案。 3、绘制原理图和PCB图。 4、焊接、组装。 5、电路调试。 6、实际环境验证。
软件设计的一般流程
1、确立软件需求。 2、构思软件结构。 3、算法设计。 4、 选择硬件平台。 5、编制程序。 6、仿真及调试。 7、软件维护。
信号滤波
其他滤波算法： 中值滤波、 卡尔曼滤波等
由于系统中存在噪声或干扰，进行算法滤波抑制和防止干扰是一项重要措施。 可以选择“ 加权递推平均滤波法”。
如何识别道路
关于赛道检测方式
赛道路径几何特点:
由直线和圆弧组成。
赛道路径检测内容：
确定路径中心位置。 确定路径方向。 确定路径曲率。 需要在赛道垂直方向上 3－5点便可确定道路参数。
电机驱动
电机驱动
简易电磁循迹智能小车ppt课件
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简介概要
技术背景
智能汽车这个概念是在半个世纪前提出，一些发达国家如德国、美国、 英国已将智能汽车用于社会服务，其拥有强大的控制、识别能功能。智 能汽车不仅可以用于生产、服务，大幅度提高我们的工作效率，同时给 予人们更多地便利及安全保障。智能汽车将会对未来交通系统带来巨大 的变革。然而目前所需要解决的最大问题便是无人驾驶汽车的安全问题。
已知感应电动势的频率为f=20 kHz，感应线圈电感为 L= 10 mH ，可以计算出谐振电容的容量为：
标称电容与上述容值最为接近的电容为 6.8nF，所以在 实际电路中我们选用 6.8nF 的独石电容作为谐振电容。该电 容虽然误差比较大，测试中15个电容里面误差最小的都有 1453pF，但价格便宜。
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1
制作过程 2
3
第一阶段：课程设计题目分析、文献查询和 咨询阶段
第二阶段：电路设计、元器件采购及电路板 PCB设计阶段
第三阶段：焊接电路及调试阶段
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通过在跑道上测试，本设计基本达到了课程设计要求。 但其中也有不足之处。首先小车在行进途中会出现左 右晃动的情况，通过分析，是由于对感应部分的放大 电路没有达到要求，当导线位于两电感线圈中间时， 产生的感应电动势极其微小，放大倍数不高，以至于 后面的逻辑判断不能准确定位。其次对于小车行驶速 度也有待提高，起初为了防止小车因速度过快不能及 时反应而脱离跑道，因此在电机驱动电路上选择稍大 电阻，以减小电流。整体而言，整个设计所需成本较 低，功能也基本完善，在后续的学习和工作中，我将 进一步改进传感器电路，加大探测范围，提升小车速 度，来提升智能车的性能。
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简介概要
技术背景
智能汽车这个概念是在半个世纪前提出，一些发达国家如德国、美国、 英国已将智能汽车用于社会服务，其拥有强大的控制、识别能功能。智 能汽车不仅可以用于生产、服务，大幅度提高我们的工作效率，同时给 予人们更多地便利及安全保障。智能汽车将会对未来交通系统带来巨大 的变革。然而目前所需要解决的最大问题便是无人驾驶汽车的安全问题。
已知感应电动势的频率为f=20 kHz，感应线圈电感为 L= 10 mH ，可以计算出谐振电容的容量为：
标称电容与上述容值最为接近的电容为 6.8nF，所以在 实际电路中我们选用 6.8nF 的独石电容作为谐振电容。该电 容虽然误差比较大，测试中15个电容里面误差最小的都有 1453pF，但价格便宜。
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制作过程 2
3
第一阶段：课程设计题目分析、文献查询和 咨询阶段
第二阶段：电路设计、元器件采购及电路板 PCB设计阶段
第三阶段：焊接电路及调试阶段
过渡页
Transition Page
通过在跑道上测试，本设计基本达到了课程设计要求。 但其中也有不足之处。首先小车在行进途中会出现左 右晃动的情况，通过分析，是由于对感应部分的放大 电路没有达到要求，当导线位于两电感线圈中间时， 产生的感应电动势极其微小，放大倍数不高，以至于 后面的逻辑判断不能准确定位。其次对于小车行驶速 度也有待提高，起初为了防止小车因速度过快不能及 时反应而脱离跑道，因此在电机驱动电路上选择稍大 电阻，以减小电流。整体而言，整个设计所需成本较 低，功能也基本完善，在后续的学习和工作中，我将 进一步改进传感器电路，加大探测范围，提升小车速 度，来提升智能车的性能。
《自动寻迹小车》课件
通过改进算法，提高小车对路径的识别速度 和准确性。
实施稳健的通信协议
确保指令能准确无误地传输给小车，并实时 获取小车的状态信息。
常见问题与解决方案
问题1
小车无法启动
• 解决方案
检查电源连接，确保电池有足够的电量。
问题2
小车无法按照指令移动
常见问题与解决方案
• 解决方案
检查电机和驱动器是否正常工作，同时检查通信协议是否正确实 现。
02
控制系统通常由微控制器、输入 输出接口电路等组成，通过编程 实现小车的各种运动控制。
传感器系统
传感器系统是小车的感知器官，负责 感知小车周围的环境信息，如障碍物 、路线等。
传感器系统通常包括光电传感器、超 声波传感器、红外传感器等，通过感 知环境信息，为控制系统提供决策依 据。
动力系统
动力系统是小车的运动源泉，负责提供小车行驶的动力。 动力系统通常由电机、电池等组成，通过电机的转动实现小车的运动。
境下的稳定运行。
驱动模块
选用直流电机和相应的驱动电 路，实现小车的稳定行驶和精
确控制。
其他材料
电阻、电容、二极管等电子元 件，以及用于搭建小车的木材
或塑料材料。
制作流程
搭建硬件平台
根据设计思路，搭建小车的硬 件平台，包括微控制器、传感 器、驱动模块和电源模块的连
接。
编写控制程序
基于所选的微控制器平台，编 写控制程序以实现小车的路径 识别、导航和行驶控制等功能 。
农业应用
在农业领域，自动寻迹小 车可用于农田巡逻、作物 监测和精准施肥等任务。
救援场景
在灾难救援场景中，自动 寻迹小车可以协助救援人 员搜索失踪人员、运送物 资等。
对社会的影响
实施稳健的通信协议
确保指令能准确无误地传输给小车，并实时 获取小车的状态信息。
常见问题与解决方案
问题1
小车无法启动
• 解决方案
检查电源连接，确保电池有足够的电量。
问题2
小车无法按照指令移动
常见问题与解决方案
• 解决方案
检查电机和驱动器是否正常工作，同时检查通信协议是否正确实 现。
02
控制系统通常由微控制器、输入 输出接口电路等组成，通过编程 实现小车的各种运动控制。
传感器系统
传感器系统是小车的感知器官，负责 感知小车周围的环境信息，如障碍物 、路线等。
传感器系统通常包括光电传感器、超 声波传感器、红外传感器等，通过感 知环境信息，为控制系统提供决策依 据。
动力系统
动力系统是小车的运动源泉，负责提供小车行驶的动力。 动力系统通常由电机、电池等组成，通过电机的转动实现小车的运动。
境下的稳定运行。
驱动模块
选用直流电机和相应的驱动电 路，实现小车的稳定行驶和精
确控制。
其他材料
电阻、电容、二极管等电子元 件，以及用于搭建小车的木材
或塑料材料。
制作流程
搭建硬件平台
根据设计思路，搭建小车的硬 件平台，包括微控制器、传感 器、驱动模块和电源模块的连
接。
编写控制程序
基于所选的微控制器平台，编 写控制程序以实现小车的路径 识别、导航和行驶控制等功能 。
农业应用
在农业领域，自动寻迹小 车可用于农田巡逻、作物 监测和精准施肥等任务。
救援场景
在灾难救援场景中，自动 寻迹小车可以协助救援人 员搜索失踪人员、运送物 资等。
对社会的影响
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30
微控制器--TI
• MSP430 系列单片机是由 TI公司开发的 16 位单片机。其 突出特点是超低功耗，非常适合于 各种功率要求低的场合。有多个系列和型号，分别由一些 基本功能模块按不同的应用目标组 合而成。典型应用是流量计、智能仪表、医疗设备和保安 系统等方面。由于其较高的性能价 格比，应用已日趋广泛。
11
1.2智能小车的现状
• 现在智能小车发展很快，从智能玩具到其它各行业都有实质成果。其 基本可实现循迹、避障、检测贴片、寻光入库、避崖等基本功能，这 几届的电子设计大赛智能小车又在向声控系统发展。比较出名的飞思 卡尔智能小车更是走在前列。我们此次的设计主要实现循迹、避障、 测温等功能。
12
2 系统结构示意图
） 单 片 机控 制 系统电 路（包括液晶，键盘）
伺服电机
5 对红外发射 接收二极管
整个系统包括单片机控制 模块、驱动模块、液晶显 示模块、键盘、红外采集 模块和小车车体组成。
接收管 发射管
光电编码轮
小车安装结构图
13
将单片机控制模块、驱动模块、键盘、液晶显示模 块固定在小车上部，红外发射接收对管安装在小车前 部的底部，离地面约1厘米。
19
1、白色地板上约5cm宽的黑色轨迹跑道 2、两平行跑道间距为80cm，半圆半径为40cm
20
实物图
21
改进跑道
22
3 、系统硬件设计
液晶显示
温度传感器 键盘
STC89C52
循迹传感器 避障传感器
电源
电机驱动
1.单片机系统电路 2.寻迹电路 3、蔽障电路 4.小车驱动 5.键盘电路 6.液晶显示 7、测温 8、时钟
智能车以及在智能车辆基础上开发出来的产品已成为航天、医 疗、工业控制、物流等各个领域的关键设备.
7
大家在新闻中都看到过登月小车或者听说过无人驾驶车吧
8
在那些人类很难适应、或无法进入的工作环境中，我们可以看
到它们的身影。
9
世界上许多国家都在积极进行智能车的研究和开发设计。
10
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。
• 代表型号：MSP430F149
31
微控制器—飞思卡尔
• Motorola是世界上最大的单片机厂商,品种全,选择余地大,新 产品多。近年来以PowerPC,Codfire,M.CORE等作为CPU, 用 DSP 作为辅助模块集成的单片机也纷纷推出,目前仍是 单片机的首选牌.Motorola单片机特点之一是在同样的速度 下所用的时钟较 Intel 类单片机低的多因而使得高频噪声低, 抗干扰能力强,更适合用于工控领域以及恶劣环境.Motorola 8 位单片机过去策略是掩膜为主,最近推出OTP计划以适应 单片机的发展,在32位机上,M.CORE在性能和功耗上都胜过 ARM7.
代表型号：8031、8051等
28
微控制器--ATMEL
• ATMEL 公司是世界上著名的高性能低功耗非易失性存储 器和数字集成电路的一流半导体制造公司 .公司最令人注 目的是它的EEPROM 电可擦除技术闪速存储器技术 .是 最早生产FLASH存储器单机的公司。
• 51系列：AT89C51\52\55 • AVR系列： ATMEGA8、ATMEGA16、
23
总电路图
24
智能循迹小车设计
• 微控制器选择与设计 • 电源电路设计 • 循迹电路设计 • 蔽障电路设计 • 避障电路设计 • 液晶显示电路设计 • 键盘电路设计
25
智能循迹小车设计
• 测温电路设计 • 时钟电路设计
26Biblioteka 微控制器：• INTEL AT89S52 • STC STC89C52 • AVR ATMEGA8、ATMEGA16 • MICROCHIP PIC系列 • TI MSP430系列 • 飞思卡尔公司、华邦、NXP等
授课专业：应用电子技术
1
第一部分
整体概述
THE FIRST PART OF THE OVERALL OVERVIEW, PLEASE SUMMARIZE THE CONTENT
2
智能循迹小车设计
设计要求: 设计一款能自动循迹、测温和无线遥控
的小车(这里的循迹是指小车在白色地面上 循黑线行走,利用白色地面发生漫反射；黑 线则被吸收的特点。)
27
微控制器--INTEL
最早有Intel公司推出8051/31类单片机,也是世界上使用量 最大的几种单片机之一.由于Intel公司将重点放在186,386,奔 腾等与PC类兼容的高档芯片开发上,8051类单片机主要有 Philips,三星,华帮等公司接手.这些公司在保持与8051单片机 兼容基础改善了8051的许多特点.提高了速度,降低了时钟频 率,放宽了电源电压的动态范围,降低了产品价格.
3
4
5
1.智能寻迹小车的研究意义 2.系统模块组成结构 3.系统硬件设计 4.系统软件设计 5 实验测试
6
1.1智能寻迹小车的研究意义
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。
29
微控制器—AVR系列
• 是增强型RISC内载Flash的单片机,芯片上的Flash存储器 附在用户的产品中,可随时编程,再编程,使用户的产品设计 容易,更新换代方便.AVR单片机采用增强的RISC结构,使其 具有高速处理能力,在一个时钟周期内可执行复杂的指令, 每MHz可实现1MIPS的处理能力.AVR单片机工作电压为 2.7~6.0V,可以实现耗电最优化.AVR的单片机广泛应用于 计算机外部设备,工业实时控制,仪器仪表,通讯设备,家用电 器,宇航设备等各个领域.
16
循迹电路模块
17
循迹模块工作原理
• 黑色和白色路面对光的反射程度不同， • 白色反射程度强，而黑色反射程度弱。
18
➢ 利用红外采集模块中的红外发射接收对管检测 路面上的轨迹
➢ 将轨迹信息送到单片机 ➢ 单片机采用模糊推理求出转向的角度和行走速
度，然后去控制行走部分 ➢ 最终完成智能小车可以按照路面上的轨迹运行。
14
控制方案—转向控制
采用左右两轮分别驱动，万向轮转向的方案。即左右轮分 别用两个转速和力矩基本完全相同的直流电机进行驱动，车体 前部装一个万向轮。
当两个直流电机转向相反同时转速相同时就可以实现电动 车的原地旋转，由此可以轻松的实现小车坐标不变的90度和 180度的转弯。
15
控制方案—数据采集部分安装图
微控制器--TI
• MSP430 系列单片机是由 TI公司开发的 16 位单片机。其 突出特点是超低功耗，非常适合于 各种功率要求低的场合。有多个系列和型号，分别由一些 基本功能模块按不同的应用目标组 合而成。典型应用是流量计、智能仪表、医疗设备和保安 系统等方面。由于其较高的性能价 格比，应用已日趋广泛。
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1.2智能小车的现状
• 现在智能小车发展很快，从智能玩具到其它各行业都有实质成果。其 基本可实现循迹、避障、检测贴片、寻光入库、避崖等基本功能，这 几届的电子设计大赛智能小车又在向声控系统发展。比较出名的飞思 卡尔智能小车更是走在前列。我们此次的设计主要实现循迹、避障、 测温等功能。
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2 系统结构示意图
） 单 片 机控 制 系统电 路（包括液晶，键盘）
伺服电机
5 对红外发射 接收二极管
整个系统包括单片机控制 模块、驱动模块、液晶显 示模块、键盘、红外采集 模块和小车车体组成。
接收管 发射管
光电编码轮
小车安装结构图
13
将单片机控制模块、驱动模块、键盘、液晶显示模 块固定在小车上部，红外发射接收对管安装在小车前 部的底部，离地面约1厘米。
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1、白色地板上约5cm宽的黑色轨迹跑道 2、两平行跑道间距为80cm，半圆半径为40cm
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实物图
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改进跑道
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3 、系统硬件设计
液晶显示
温度传感器 键盘
STC89C52
循迹传感器 避障传感器
电源
电机驱动
1.单片机系统电路 2.寻迹电路 3、蔽障电路 4.小车驱动 5.键盘电路 6.液晶显示 7、测温 8、时钟
智能车以及在智能车辆基础上开发出来的产品已成为航天、医 疗、工业控制、物流等各个领域的关键设备.
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大家在新闻中都看到过登月小车或者听说过无人驾驶车吧
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在那些人类很难适应、或无法进入的工作环境中，我们可以看
到它们的身影。
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世界上许多国家都在积极进行智能车的研究和开发设计。
10
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。
• 代表型号：MSP430F149
31
微控制器—飞思卡尔
• Motorola是世界上最大的单片机厂商,品种全,选择余地大,新 产品多。近年来以PowerPC,Codfire,M.CORE等作为CPU, 用 DSP 作为辅助模块集成的单片机也纷纷推出,目前仍是 单片机的首选牌.Motorola单片机特点之一是在同样的速度 下所用的时钟较 Intel 类单片机低的多因而使得高频噪声低, 抗干扰能力强,更适合用于工控领域以及恶劣环境.Motorola 8 位单片机过去策略是掩膜为主,最近推出OTP计划以适应 单片机的发展,在32位机上,M.CORE在性能和功耗上都胜过 ARM7.
代表型号：8031、8051等
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微控制器--ATMEL
• ATMEL 公司是世界上著名的高性能低功耗非易失性存储 器和数字集成电路的一流半导体制造公司 .公司最令人注 目的是它的EEPROM 电可擦除技术闪速存储器技术 .是 最早生产FLASH存储器单机的公司。
• 51系列：AT89C51\52\55 • AVR系列： ATMEGA8、ATMEGA16、
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总电路图
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智能循迹小车设计
• 微控制器选择与设计 • 电源电路设计 • 循迹电路设计 • 蔽障电路设计 • 避障电路设计 • 液晶显示电路设计 • 键盘电路设计
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智能循迹小车设计
• 测温电路设计 • 时钟电路设计
26Biblioteka 微控制器：• INTEL AT89S52 • STC STC89C52 • AVR ATMEGA8、ATMEGA16 • MICROCHIP PIC系列 • TI MSP430系列 • 飞思卡尔公司、华邦、NXP等
授课专业：应用电子技术
1
第一部分
整体概述
THE FIRST PART OF THE OVERALL OVERVIEW, PLEASE SUMMARIZE THE CONTENT
2
智能循迹小车设计
设计要求: 设计一款能自动循迹、测温和无线遥控
的小车(这里的循迹是指小车在白色地面上 循黑线行走,利用白色地面发生漫反射；黑 线则被吸收的特点。)
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微控制器--INTEL
最早有Intel公司推出8051/31类单片机,也是世界上使用量 最大的几种单片机之一.由于Intel公司将重点放在186,386,奔 腾等与PC类兼容的高档芯片开发上,8051类单片机主要有 Philips,三星,华帮等公司接手.这些公司在保持与8051单片机 兼容基础改善了8051的许多特点.提高了速度,降低了时钟频 率,放宽了电源电压的动态范围,降低了产品价格.
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1.智能寻迹小车的研究意义 2.系统模块组成结构 3.系统硬件设计 4.系统软件设计 5 实验测试
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1.1智能寻迹小车的研究意义
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。
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微控制器—AVR系列
• 是增强型RISC内载Flash的单片机,芯片上的Flash存储器 附在用户的产品中,可随时编程,再编程,使用户的产品设计 容易,更新换代方便.AVR单片机采用增强的RISC结构,使其 具有高速处理能力,在一个时钟周期内可执行复杂的指令, 每MHz可实现1MIPS的处理能力.AVR单片机工作电压为 2.7~6.0V,可以实现耗电最优化.AVR的单片机广泛应用于 计算机外部设备,工业实时控制,仪器仪表,通讯设备,家用电 器,宇航设备等各个领域.
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循迹电路模块
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循迹模块工作原理
• 黑色和白色路面对光的反射程度不同， • 白色反射程度强，而黑色反射程度弱。
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➢ 利用红外采集模块中的红外发射接收对管检测 路面上的轨迹
➢ 将轨迹信息送到单片机 ➢ 单片机采用模糊推理求出转向的角度和行走速
度，然后去控制行走部分 ➢ 最终完成智能小车可以按照路面上的轨迹运行。
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控制方案—转向控制
采用左右两轮分别驱动，万向轮转向的方案。即左右轮分 别用两个转速和力矩基本完全相同的直流电机进行驱动，车体 前部装一个万向轮。
当两个直流电机转向相反同时转速相同时就可以实现电动 车的原地旋转，由此可以轻松的实现小车坐标不变的90度和 180度的转弯。
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控制方案—数据采集部分安装图