智能小车PPT
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智能小车控制PPT课件
• 提示：此模块不宜带电 连接，若要带电连接，则 先让模块的GND端先连接， 否则会影响模块的正常工 作。
第13页/共29页
超声波测距模块时序图 • 从模块时序图可以看出，只需要提供一个短期的10uS脉
冲触发信号，超声波即可进行距离测量工作。 • 该模块被触发后，超声波发射头将发出8个40kHz周期
电平，同时检测回波。一旦检测到有回波信号则输出回响 信号。 • 回响信号是一个脉冲的宽度成正比的距离对象。可通 过发射信号到收到的回响信号时间间隔可以计算得到距离。 • 公式: uS/58=厘米；或者uS/148=英寸。 • 建议测量周期为60ms 以上，以防止发射信号对回响信号 的影响。
第14页/共29页
设计目的
•
熟练掌握单片机系统设计与调试方法；
•
掌握智能小车控制原理；
•
掌握光电开关、超声模组、循迹传感器的工作原理及使用方法；
•
掌握电路板设计与制作及电子产品组装、制作与调试技术。
第1页/共29页
设计内容
• 1．利用提供的小车套件组装一辆小车，设计循 迹线路并组装循迹传感器和避障装置；
• 2．设计小车电机驱动板、寻迹模块、避障模块 电路，绘制电路原理图并制作PCB电路板；
第5页/共29页
电机模块
• 方案1：采用步进电机作为该系统的驱动电机。 由于其转过的角度可以精确的定位，可以实 现小车前进路程和位置的精确定位。虽然采 用步进电机有诸多优点，步进电机的输出力 矩较低，随转速的升高而下降，且在较高转 速时会急剧下。
小车怎么转弯呢？怎么直行？
第15页/共29页
小车控制方式
• 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。
第13页/共29页
超声波测距模块时序图 • 从模块时序图可以看出，只需要提供一个短期的10uS脉
冲触发信号，超声波即可进行距离测量工作。 • 该模块被触发后，超声波发射头将发出8个40kHz周期
电平，同时检测回波。一旦检测到有回波信号则输出回响 信号。 • 回响信号是一个脉冲的宽度成正比的距离对象。可通 过发射信号到收到的回响信号时间间隔可以计算得到距离。 • 公式: uS/58=厘米；或者uS/148=英寸。 • 建议测量周期为60ms 以上，以防止发射信号对回响信号 的影响。
第14页/共29页
设计目的
•
熟练掌握单片机系统设计与调试方法；
•
掌握智能小车控制原理；
•
掌握光电开关、超声模组、循迹传感器的工作原理及使用方法；
•
掌握电路板设计与制作及电子产品组装、制作与调试技术。
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设计内容
• 1．利用提供的小车套件组装一辆小车，设计循 迹线路并组装循迹传感器和避障装置；
• 2．设计小车电机驱动板、寻迹模块、避障模块 电路，绘制电路原理图并制作PCB电路板；
第5页/共29页
电机模块
• 方案1：采用步进电机作为该系统的驱动电机。 由于其转过的角度可以精确的定位，可以实 现小车前进路程和位置的精确定位。虽然采 用步进电机有诸多优点，步进电机的输出力 矩较低，随转速的升高而下降，且在较高转 速时会急剧下。
小车怎么转弯呢？怎么直行？
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小车控制方式
• 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。
06440_基于单片机智能小车ppt课件
感谢观看
2024/1/28
27
2024/1/28
20
测试方法、指标评价体系建立
功能测试
对智能小车的各项功能进行测试，如前 进、后退、左转、右转、停止等，确保
各项功能正常实现。
稳定性测试
2024/1/28
在不同环境下对智能小车进行测试， 如不同路面、不同光照条件等，评估
其稳定性和适应性。
性能测试
测试智能小车的速度、加速度、转向 灵敏度等性能指标，评估其运动性能 。
允许外部事件打断CPU的 正常执行流程，转去执行 中断服务程序。
2024/1/28
8
常见单片机类型及特点
8051系列
经典的单片机系列，具有简单 的结构和丰富的外设接口，适
合初学者使用。
2024/1/28
AVR系列
高性能、低功耗的单片机，具 有快速的执行速度和丰富的外 设接口，适用于高端应用。
PIC系列
19
调试过程中常见问题解决方法
电源问题
电机驱动问题
检查电源连接是否正确，电池电量是否充 足，以及电源管理模块是否正常工作。
检查电机驱动模块的连接和配置，确保电 机能够正常转动且速度可调。
传感器问题
通信问题
检查传感器的连接和配置，确保传感器能 够正确感知环境信息并传递给单片机。
检查通信模块的连接和配置，确保单片机能 够与其他设备或计算机进行正常通信。
基于单片机智能小车 ppt课件
2024/1/28
1
目录
• 智能小车概述 • 单片机原理及选型 • 智能小车硬件设计 • 软件编程与算法实现 • 调试、测试与优化策略 • 总结与展望
2024/1/28
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2024/1/28
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2024/1/28
20
测试方法、指标评价体系建立
功能测试
对智能小车的各项功能进行测试，如前 进、后退、左转、右转、停止等，确保
各项功能正常实现。
稳定性测试
2024/1/28
在不同环境下对智能小车进行测试， 如不同路面、不同光照条件等，评估
其稳定性和适应性。
性能测试
测试智能小车的速度、加速度、转向 灵敏度等性能指标，评估其运动性能 。
允许外部事件打断CPU的 正常执行流程，转去执行 中断服务程序。
2024/1/28
8
常见单片机类型及特点
8051系列
经典的单片机系列，具有简单 的结构和丰富的外设接口，适
合初学者使用。
2024/1/28
AVR系列
高性能、低功耗的单片机，具 有快速的执行速度和丰富的外 设接口，适用于高端应用。
PIC系列
19
调试过程中常见问题解决方法
电源问题
电机驱动问题
检查电源连接是否正确，电池电量是否充 足，以及电源管理模块是否正常工作。
检查电机驱动模块的连接和配置，确保电 机能够正常转动且速度可调。
传感器问题
通信问题
检查传感器的连接和配置，确保传感器能 够正确感知环境信息并传递给单片机。
检查通信模块的连接和配置，确保单片机能 够与其他设备或计算机进行正常通信。
基于单片机智能小车 ppt课件
2024/1/28
1
目录
• 智能小车概述 • 单片机原理及选型 • 智能小车硬件设计 • 软件编程与算法实现 • 调试、测试与优化策略 • 总结与展望
2024/1/28
2
2024/1/28
2024版智能小车控制PPT课件
作用原理
不同类型的传感器具有不同的作用原理。例如，超声波传感器通过发射超声波 并接收其反射波来测量距离；红外线传感器则利用红外线的反射或吸收特性来 检测物体；摄像头则通过捕捉图像信息来实现视觉感知。
电机驱动方式及性能比较
电机驱动方式
智能小车的电机驱动方式主要有直流电机、步进电机、伺服电机等。这些电机具有不同的特点和适用场景，需要 根据智能小车的实际需求来选择合适的电机。
要点一
深度学习在路径规划中的应用
要点二
强化学习在路径规划中的应用
随着深度学习技术的发展，越来越多的研究将深度学习技术 应用于路径规划中，通过训练神经网络模型来学习路径规划 策略，提高路径规划的智能化水平。
强化学习是一种通过与环境交互来学习策略的机器学习方法， 可以应用于路径规划中，通过不断试错来学习最优路径规划 策略。
实施效果评估
通过实际测试和数据分析，评估避障策略的实施效果，并进行优 化和改进。
06
智能小车调试与性能评估
硬件组装注意事项
选择合适的组件和配件，确保其 质量和性能符合设计要求。
按照电路图和说明书正确连接各 个模块，避免出现短路或断路现
象。
注意电源线的接线方式，确保正 负极正确连接，避免反接或虚接。
传感器数据采集与处理策略
传感器类型选择
根据智能小车功能需求，选择合适的 传感器，如超声波、红外、陀螺仪等。
数据采集与处理
设计合理的数据采集电路和信号处理 算法，提高传感器数据的准确性和稳 定性。
电机控制算法实现与优化
电机控制算法
实现基本的电机控制算法，如PID控制、 模糊控制等，确保小车能够稳定、准确地 行驶。
04
路径规划与导航技术探讨
不同类型的传感器具有不同的作用原理。例如，超声波传感器通过发射超声波 并接收其反射波来测量距离；红外线传感器则利用红外线的反射或吸收特性来 检测物体；摄像头则通过捕捉图像信息来实现视觉感知。
电机驱动方式及性能比较
电机驱动方式
智能小车的电机驱动方式主要有直流电机、步进电机、伺服电机等。这些电机具有不同的特点和适用场景，需要 根据智能小车的实际需求来选择合适的电机。
要点一
深度学习在路径规划中的应用
要点二
强化学习在路径规划中的应用
随着深度学习技术的发展，越来越多的研究将深度学习技术 应用于路径规划中，通过训练神经网络模型来学习路径规划 策略，提高路径规划的智能化水平。
强化学习是一种通过与环境交互来学习策略的机器学习方法， 可以应用于路径规划中，通过不断试错来学习最优路径规划 策略。
实施效果评估
通过实际测试和数据分析，评估避障策略的实施效果，并进行优 化和改进。
06
智能小车调试与性能评估
硬件组装注意事项
选择合适的组件和配件，确保其 质量和性能符合设计要求。
按照电路图和说明书正确连接各 个模块，避免出现短路或断路现
象。
注意电源线的接线方式，确保正 负极正确连接，避免反接或虚接。
传感器数据采集与处理策略
传感器类型选择
根据智能小车功能需求，选择合适的 传感器，如超声波、红外、陀螺仪等。
数据采集与处理
设计合理的数据采集电路和信号处理 算法，提高传感器数据的准确性和稳 定性。
电机控制算法实现与优化
电机控制算法
实现基本的电机控制算法，如PID控制、 模糊控制等，确保小车能够稳定、准确地 行驶。
04
路径规划与导航技术探讨
智能小车硬件介绍PPT课件
图像传感器
② 暗电流噪声 暗电流噪声可以分为两部分：其一是耗尽层热激发产
生的，可用泊松分布描述；其二是复合产生中心非均匀 分布，特别是在某些单元位置上形成暗电流尖峰。由于 器件工作时各个信号电荷包的积分地点不同，读出路径 也不同，这些尖峰对各个电荷包贡献的电荷量不等，于 是形成很大的背景起伏，这就是常称的固定图像噪声的 起因。 ③ 转移噪声
整车模型
传感器
控制单元
舵机
驱动电路
电机
第1页/共71页
第2页/共71页
智能汽车设计基础—硬件
从外观上看，智能车系统主要表现为由一系列的硬件组成，包括组成车体 的底盘、轮胎、舵机装置、马达装置、道路检测装置、测速装置和控制电路板等。 本章主要介绍智能车设计中使用到的传感器（包括光电式传感器、图像传感器和 测速传感器等）和控制电路板中的功能电路设计。
第16页/共71页
图像传感器
（2）面阵CCD图像传感器 面阵CCD图像传感器的感光单元呈二维矩阵排
列，能检测二维平面图像。由于传输与读出方式不 同，面阵图像传感器有许多类型，常见的传输方式 有行传输、帧传输和行间传输三种。
2．CCD图像传感器的特性参数 CCD图像器件的性能参数包括灵敏度、分辨率
、信噪比、光谱响应、动态范围和暗电流等，CCD
第31页/共71页
图像传感器
表2.1 常见的1/3 OmniVision CMOS摄像头的时序 参数
第32页/共71页
磁场检测传感器
根据麦克斯韦电磁场理论，交变电流会在周围产生 交变的电磁场。智能汽车竞赛使用路径导航的交流电流 频率为20kHz，产生的电磁波属于甚低频（VLF）电磁 波。甚低频频率范围处于工频和低频电磁破中间，为 3kHz～30kHz，波长为100km～10km。如下图所示 ：
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
智能小车答辩PPT课件
自学习式智能小车的设计
姓名：牛爱 导师：李春晖老师
2021
1
智能小车的设计
目录
目录
1、前言
2、硬件
3、软件
4、结论
第一章 前言 第二章 硬件设计 第三章 软件设计 第四章 开发工具及调试过程
2021
2
智能小车的设计
目录
1、前言
2、硬件
3、软件
4、结论
智能化研究目的
1、光机电一体化； 2、小型化； 3、自主运作，不需人为管理； 4、方便快捷。
目录
1、前言 2、硬件 3、软件 4、结论
硬件总体框图
充电电池 7.2V
电机驱动 芯片
LM2940 输出5V
直流电机
舵机
LM2940 输出5V
单片机
2021
LM2940 输出5V
CMOS 摄像头
LM2940输 出5V
编码器
10
智能小车的设计
目录主板电路原ຫໍສະໝຸດ 图1、前言 2、硬件 3、软件 4、结论
最小系统板
2021
4
智能小车的设计
目录
1、前言
2、硬件
3、软件
4、结论
国内对智能车辆的研究
2021
5
智能小车的设计
小结
智能控制
目录
1、前言
2、硬件
3、软件
4、结论
现有研究不足
性价比↑
智能小车研究
器件 集成度↑
局部失稳
性能↑
单价↓
发展前景广阔
2021
6
智能小车的设计
试验方案
目录
1、前言 2、硬件 3、软件 4、结论
新建：创建一个新项目 编辑：编辑源代码 编译：将源代码编译成机器码 链接：链接成二进制可执行文件 调试：测试程序，寻找错误，进行完善
姓名：牛爱 导师：李春晖老师
2021
1
智能小车的设计
目录
目录
1、前言
2、硬件
3、软件
4、结论
第一章 前言 第二章 硬件设计 第三章 软件设计 第四章 开发工具及调试过程
2021
2
智能小车的设计
目录
1、前言
2、硬件
3、软件
4、结论
智能化研究目的
1、光机电一体化； 2、小型化； 3、自主运作，不需人为管理； 4、方便快捷。
目录
1、前言 2、硬件 3、软件 4、结论
硬件总体框图
充电电池 7.2V
电机驱动 芯片
LM2940 输出5V
直流电机
舵机
LM2940 输出5V
单片机
2021
LM2940 输出5V
CMOS 摄像头
LM2940输 出5V
编码器
10
智能小车的设计
目录主板电路原ຫໍສະໝຸດ 图1、前言 2、硬件 3、软件 4、结论
最小系统板
2021
4
智能小车的设计
目录
1、前言
2、硬件
3、软件
4、结论
国内对智能车辆的研究
2021
5
智能小车的设计
小结
智能控制
目录
1、前言
2、硬件
3、软件
4、结论
现有研究不足
性价比↑
智能小车研究
器件 集成度↑
局部失稳
性能↑
单价↓
发展前景广阔
2021
6
智能小车的设计
试验方案
目录
1、前言 2、硬件 3、软件 4、结论
新建：创建一个新项目 编辑：编辑源代码 编译：将源代码编译成机器码 链接：链接成二进制可执行文件 调试：测试程序，寻找错误，进行完善
智能小车概述ppt课件
特点
具有自主导航、避障、搬运、定位、 无线通信等多种功能，可广泛应用 于工业自动化、智能物流、服务机 器人等领域。
发展历程及现状
发展历程
智能小车经历了从遥控车到自主导航车的演变，随着传感器、计算机视觉、人 工智能等技术的不断发展，智能小车的性能和应用范围得到了显著提升。
现状
目前，智能小车已经成为机器人领域的研究热点之一，国内外众多高校和企业 都在积极开展相关研究，并取得了丰硕的成果。
设计电源管理模块，实现电源的充电、 放电、保护等功能。
04
CATALOGUE
软件系统开发与调试
嵌入式操作系统选型及移植
01
常见的嵌入式操作系统 比较：如Linux、 FreeRTOS、uCOS等
02
选定操作系统的理由与 优势分析
03
操作系统移植的步骤与 注意事项
04
移植过程中可能遇到的 问题及解决方案
02
CATALOGUE
智能小车关键技术解析
传感器技术
红外传感器
用于检测障碍物、测距等。
超声波传感器
实现非接触式测量，常用于泊车 辅助系统。
摄像头与图像传感器
用于环境感知、道路识别等视觉 任务。
雷达传感器
提供高精度距离和速度信息，用 于自动驾驶系统。
控制器与执行器技术
微控制器
作为智能小车的“大 脑”，负责数据处理和
机器人教育
智能小车作为机器人教育的载体，可帮助学生了解机器人原理、编 程等知识。
教学实验平台
智能小车可作为教学实验平台，支持学生进行各种创新性实验和项 目实践。
比赛竞技
智能小车比赛可激发学生创新精神和团队协作能力，培养学生综合素 质。
06
具有自主导航、避障、搬运、定位、 无线通信等多种功能，可广泛应用 于工业自动化、智能物流、服务机 器人等领域。
发展历程及现状
发展历程
智能小车经历了从遥控车到自主导航车的演变，随着传感器、计算机视觉、人 工智能等技术的不断发展，智能小车的性能和应用范围得到了显著提升。
现状
目前，智能小车已经成为机器人领域的研究热点之一，国内外众多高校和企业 都在积极开展相关研究，并取得了丰硕的成果。
设计电源管理模块，实现电源的充电、 放电、保护等功能。
04
CATALOGUE
软件系统开发与调试
嵌入式操作系统选型及移植
01
常见的嵌入式操作系统 比较：如Linux、 FreeRTOS、uCOS等
02
选定操作系统的理由与 优势分析
03
操作系统移植的步骤与 注意事项
04
移植过程中可能遇到的 问题及解决方案
02
CATALOGUE
智能小车关键技术解析
传感器技术
红外传感器
用于检测障碍物、测距等。
超声波传感器
实现非接触式测量，常用于泊车 辅助系统。
摄像头与图像传感器
用于环境感知、道路识别等视觉 任务。
雷达传感器
提供高精度距离和速度信息，用 于自动驾驶系统。
控制器与执行器技术
微控制器
作为智能小车的“大 脑”，负责数据处理和
机器人教育
智能小车作为机器人教育的载体，可帮助学生了解机器人原理、编 程等知识。
教学实验平台
智能小车可作为教学实验平台，支持学生进行各种创新性实验和项 目实践。
比赛竞技
智能小车比赛可激发学生创新精神和团队协作能力，培养学生综合素 质。
06
智能小车机械部分.ppt
智能小车
机械部分
机械控制原理框图
单片机
直流减速电机
小车运动
舵机 双摇杆机构
小车转向
小 车 装 配 图
后轮连接部分
电机支架
后轮支架
后 轴
滚动轴承
优点：
摩擦阻力小，功率消耗小， 外 圈
机械效率高，易起动。
尺寸标准化，具有互
滚动体
换性，便于安装拆卸， 维修方便。
内圈
结构紧凑，重量轻，
轴向尺寸更为缩小。 精度高，转速高，磨损小，
ctgβ-ctgα=M/L
能满足不同类型、不同规律运动要求和动力要求； 容易制造，并能获得较高的制造精度。
旋转编码器的连接
轴套
编码器支座
收获与总结
CAD软件的使用。 零件的设计。 装配与加工。
保持架
使用寿命长。
适用于大批量生产，质量稳定可靠，
生产效率高。具有自动调新的性能。
四连杆机构
转向原理 ---阿克曼原理
转弯时因轮距与轴距的
关系，两前轮转角不同，内 侧轮转向角比外侧转向角大， 要使车辆转向顺利，车轮在 地面纯滚动而不产生滑移， 必须一点，这是阿克曼原理。 此时，转向的内外轮转角关 系为 ：
机械部分
机械控制原理框图
单片机
直流减速电机
小车运动
舵机 双摇杆机构
小车转向
小 车 装 配 图
后轮连接部分
电机支架
后轮支架
后 轴
滚动轴承
优点：
摩擦阻力小，功率消耗小， 外 圈
机械效率高，易起动。
尺寸标准化，具有互
滚动体
换性，便于安装拆卸， 维修方便。
内圈
结构紧凑，重量轻，
轴向尺寸更为缩小。 精度高，转速高，磨损小，
ctgβ-ctgα=M/L
能满足不同类型、不同规律运动要求和动力要求； 容易制造，并能获得较高的制造精度。
旋转编码器的连接
轴套
编码器支座
收获与总结
CAD软件的使用。 零件的设计。 装配与加工。
保持架
使用寿命长。
适用于大批量生产，质量稳定可靠，
生产效率高。具有自动调新的性能。
四连杆机构
转向原理 ---阿克曼原理
转弯时因轮距与轴距的
关系，两前轮转角不同，内 侧轮转向角比外侧转向角大， 要使车辆转向顺利，车轮在 地面纯滚动而不产生滑移， 必须一点，这是阿克曼原理。 此时，转向的内外轮转角关 系为 ：
智能小车设计ppt课件
开发环境
Keil uVision，Visual Studio Code等，提供代码编辑、编译、调试等功能。
库函数使用
调用开发板提供的库函数，简化编程难度，提高开发效率。
编程语言及开发环境介绍
03
处理算法
采用滤波算法、阈值判断等方法对采集的数据进行处理，以得到准确的环境信息。
01
传感器类型
红外传感器、超声波传感器、陀螺仪等，用于采集环境信息。
图像处理技术
结合智能小车设计，介绍如何利用深度学习框架实现图像处理相关任务，如路面检测、交通标志识别等。
实现案例
深度学习框架在图像处理中应用
06
CHAPTER
性能测试与评估方法
包括速度、加速度、制动距离、转向灵活性等关键指标，用于全面评估智能小车的性能。
性能测试指标
根据性能指标要求，选择合适的测试方法，如室内轨道测试、室外场地测试等，确保测试结果的准确性和可靠性。
避障策略
路径规划与导航策略编写
调试技巧及问题解决方法
硬件调试
检查电路连接是否正确，电源供电是否稳定，传感器是否工作正常等。
软件调试
采用单步调试、断点调试等方法对程序进行逐步排查，找出问题所在并进行修改。
问题解决方法
针对常见问题，如传感器失灵、小车无法直行等，提供相应的解决方法。同时，也可通过查阅相关资料、请教专业人士等方式寻求帮助。
智能小车可以作为移动医疗平台，协助医护人员进行药品配送、病人转运等工作。
智能小车可以与智能家居系统相结合，实现家庭环境的智能监控、物品搬运等功能。
智能小车可以作为教学实验平台，帮助学生进行自动控制、传感器技术等相关实验和研究。
安全性
确保智能小车在运行过程智能小车的可扩展性，方便后续功能升级和扩展。
简易电磁循迹智能小车ppt课件
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。
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。
过渡页
Transition Page
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
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。
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。
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。
过渡页
Transition Page
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
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。
智能小车概述ppt教案
• 确保计算机与智能小车的通信接口正常工作，如USB、串 口等。
开发环境搭建和编程语言选择
01
编程语言选择
02
03
04
C/C底层控制，实时性要求高 ，适合嵌入式系统开发。
Python：语法简洁，易于上 手，适合快速开发和原型验证
。
其他语言：根据具体需求和团 队技术栈选择。
算法设计思路及优化策略
路径规划
发展历程
从早期的遥控车模型，到后来的 自动驾驶技术，智能小车经历了 不断的技术革新和应用拓展。
工作原理与组成结构
工作原理
通过传感器感知环境信息，经处理器 分析处理，控制执行机构实现小车的 自主导航、避障、定位等功能。
组成结构
主要包括感知系统（如超声波、红外 等传感器）、控制系统（如微处理器 、控制器等）、驱动系统（如电机、 减速器等）以及电源系统等。
选型要点
高性能、低功耗、丰富的外设接口、易于开发和调试。
推荐型号
STM32系列微控制器，具有高性能、低功耗、丰富的外设接口和强大的生态系统 支持。
传感器类型选择与布局规划
常用传感器类型
超声波测距传感器、红外测距传感器、陀螺仪、加速度计等 。
布局规划
根据小车需求和传感器特性进行合理布局ห้องสมุดไป่ตู้以提高感知精度 和降低干扰。
等数据。
数据处理
02
对采集的数据进行预处理，如滤波、去噪等，以提高数据质量
。
数据分析
03
运用统计学、机器学习等方法对处理后的数据进行分析，挖掘
智能小车性能表现背后的规律。
性能评估指标设置和结果讨论
设置性能评估指标
如行驶距离、速度、精度、稳定性等，以全面评 价智能小车的性能。
开发环境搭建和编程语言选择
01
编程语言选择
02
03
04
C/C底层控制，实时性要求高 ，适合嵌入式系统开发。
Python：语法简洁，易于上 手，适合快速开发和原型验证
。
其他语言：根据具体需求和团 队技术栈选择。
算法设计思路及优化策略
路径规划
发展历程
从早期的遥控车模型，到后来的 自动驾驶技术，智能小车经历了 不断的技术革新和应用拓展。
工作原理与组成结构
工作原理
通过传感器感知环境信息，经处理器 分析处理，控制执行机构实现小车的 自主导航、避障、定位等功能。
组成结构
主要包括感知系统（如超声波、红外 等传感器）、控制系统（如微处理器 、控制器等）、驱动系统（如电机、 减速器等）以及电源系统等。
选型要点
高性能、低功耗、丰富的外设接口、易于开发和调试。
推荐型号
STM32系列微控制器，具有高性能、低功耗、丰富的外设接口和强大的生态系统 支持。
传感器类型选择与布局规划
常用传感器类型
超声波测距传感器、红外测距传感器、陀螺仪、加速度计等 。
布局规划
根据小车需求和传感器特性进行合理布局ห้องสมุดไป่ตู้以提高感知精度 和降低干扰。
等数据。
数据处理
02
对采集的数据进行预处理，如滤波、去噪等，以提高数据质量
。
数据分析
03
运用统计学、机器学习等方法对处理后的数据进行分析，挖掘
智能小车性能表现背后的规律。
性能评估指标设置和结果讨论
设置性能评估指标
如行驶距离、速度、精度、稳定性等，以全面评 价智能小车的性能。
《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
(2024年)智能小车课件
、定位精度高的优点，但受信号遮挡和多径效应等因素影响。
2024/3/26
02 03
超声波定位
利用超声波传感器发射超声波并接收反射波，通过测量反射时间计算小 车与障碍物之间的距离和位置信息。具有成本低、实现简单的优点，但 受环境噪声和温度等因素影响。
视觉定位
通过摄像头捕捉图像信息并利用计算机视觉技术对图像进行处理和解析 ，提取出特征点并进行匹配和定位。具有信息丰富、精度高的优点，但 受光照、天气等环境因素影响较大。
选型建议
02
根据项目需求和预算，选择合适的硬件平台；
硬件连接与配置
03
电源、电机、传感器等设备的连接与配置方法。
28
软件编程环境与工具介绍
编程环境安装与配置
如Arduino IDE、Visual Studio Code等；
编程语言选择
C/C、Python等，根据项目需求和硬件平台选择；
调试工具与方法
2024/3/26
16
2024/3/26
04
CATALOGUE
导航与定位技术
17
导航方式分类及特点
2024/3/26
惯性导航
利用陀螺仪和加速度计等惯性传感器测量小车的加速度和角速度，通过积分计算得到小车 的位置和姿态信息。具有自主性强、不受外界干扰的优点，但存在误差累积问题。
视觉导航
通过摄像头捕捉图像信息，利用计算机视觉技术对图像进行处理和解析，提取出道路、障 碍物等特征信息，实现小车的导航。具有信息丰富、精度高的优点，但受光照、天气等环 境因素影响较大。
实现方法
开发手机APP，实现用户界面和控制逻辑；在小车上搭载无线通讯模块和控制器，接收并执行手机 APP发送的控制指令。
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接
发
收
射
一、没有检测到黑线，则
H4发光到白纸光反射到H4接收 端，H4接收端导通，导通则T1 接地=0
二、有检测到黑线，则 H4发光到黑线光全部被吸收， H4接收端，没有收到任何信号， 因为H4不导通（截止），则 T1=VCC
寻迹电路分析
检测到白纸有接收到反射光 LM324 2脚比较器反向端T1=0V 3脚比较器同向端=3V 同向端大于反向端则OUT1输出1
注;这里的 VCC为大电压 是给电机提供 电源
接线图参考5循迹程序 sb端it口P1定4=义P1^4; //电机口 左前进
sbit P15=P1^5; //电机口 左后退 sbit P16=P1^6; //电机口 右前进
sbit P17=P1^7; //电机口 右后退 sbit P25=P2^5;//循迹传感器最左有测得 信号 低电平有效 sbit P26=P2^6;//循迹传感器次左有测得 信号 sbit P27=P2^7;//循迹传感器中有测得信 号 sbit P14=P1^4;//单片机输出到L298N控制
检测到黑线没接收到反射光了 调试方法，黑色物体
LM324
遮挡传感器检测T1脚 电压变化是否正常
2脚比较器反向端T1=5V 3脚比较器同向端=3V
调节电位器R13,使得3 脚电压介于（2脚）
反向端大于同向端则OUT1输出0 T1电压的最大和最小 值之间
寻迹电路分析
当OUT1=0时候发光二极管亮，起指示作用 接单片机5个引脚，单片机通过if语 句识别到0，为测到有黑线
右转弯 1 1 0
左
右
左 轮
减 速 电
电机 减 驱动 速 电路 电
右 轮
机
机
如果右边探测头P02测到黑线， 则小车偏了，小车右转弯
单片机
万向滑轮
注:检测到黑 线输出低电平
P0.0 P0.1 P0.2
单片机通过电机驱动电路控制小车运行方法
前进
P0.0 P0.1 P0.2 101
作业 答案
前方 左转弯
寻迹方案
车左侧电机线 两根
车右侧电机线 两根
6节电池盒
2P连线白色头接扩展 5V电压输出注意正负极
+BJ A1 A2 B1 B2 VDD GND +5V
将2组电 源共地用 接线柱卡 紧
寻迹方案
小车原配的2节电池盒， 由于供电小可不用它。
小车左侧电机自行焊 接两根线上去，两线 另一头接蓝色的A1A2 接线柱 小车右侧电机自行焊 接两根线上去，两线 另一头接蓝色的B1B2 接线柱
右转弯 1 1 0
左
右
左 轮
减 速 电
电机 减 驱动 速 电路 电
右 轮
机
机
如果中间探测头P01右测到黑线， 则小车前进
单片机
万向滑轮
注:检测到黑 线输出低电平
P0.0 P0.1 P0.2
单片机通过电机驱动电路控制小车运行方法
前进
P0.0 P0.1 P0.2 10 1
前方 左转弯
011
LA LB
RA RB
小车基本原理及构造介绍完毕
特殊情况3 P0.2
单片机通过电机驱动电路控制小车运行方法 P0.2 P0.1 P0.0
前进
LA LB
RA RB
前方 左转弯 右转弯
左
右
左 轮
减 速 电
电机 减 驱动 速 电路 电
右 轮
机
机
P13 P12
P13 P12
单片机
停车
0 00
如果三个探测头全部测到黑线， 则小车到达终点，停车
万向滑轮
寻迹电路分析
单片机通过电机驱动电路控制小车运行方法
P14 P15 P16 P17
0
10
1 前进
1
01
0 后退
1
00
1 左转弯
0
11
0 右转弯
注:检测到黑 线输出低电平
P0.0 P0.1 P0.2
单片机通过电机驱动电路控制小车运行方法
前进
P0.0 P0.1 P0.2 101
前方 左转弯
011
LA LB
RA RB
障碍物30cm 障碍实验 单片机通过电机驱动电路控制小车运行方法
前探测（0有障碍） 左探测 右探测
探测
前进
1
1
1
探测
探测前方
1
LA LB
RA RB
1
0
1
1
0
左
右
左 轮
减 速 电
电机 减 驱动 速 电路 电
右 轮
机
机
左转弯 0
右} 转弯
0
1
0
0
1
P13 P12
P13 P12
单片机
避障模块介绍
万向滑轮
基于单片机的智能小车
答辩人：鲁彦飞
小车结构
轮胎 2个 单片机1 循迹模块1 光电对管3个 减速箱+电机 2套 万向滑轮 1个 底盘 PCB敷铜板 亚克力板 螺丝 固定片
左
左 轮
减 速 电
机
前方
右
减 速 电
右 轮
机
万向滑轮
小车流程图
单片机 控制信 号输入
使能端5V有效 工作
电机驱动模块介绍
输出给 电机
8个洞可锁 紧的接线柱
循迹模块实物图
小车寻迹算法 循迹模块介绍
前方
LA LB
RA RB
左电机
右电机
左
右
左 轮
减 速 电
电机 减 驱动 速 电路 电
右 轮
机
机
A1 A2 0 0 不转 0 1 前转 1 0 后转
B1 B2 0 0 不转 0 1 前转 1 0 后转
单片机
1 1 不转 1 1 不转
万向滑轮
4节电池盒
2P连线白色头接扩展 5V电压输出注意正负极
+BJ A1 A2 B1 B2 VDD
小车用于焊接电 机且与接线柱连 线的线，1、可 以用杜邦线把两 头黑色夹头拔掉， 露出锡线，一头 焊接到电机，一 头接到蓝色接线 柱。2、可以直 接用本店配送的 黑色细线。
GND +5V
将2组电源 共地线用接 线柱卡紧
0 11
LA LB
RA RB
右转弯 1 1 0
左
右
左 轮
减 速 电
电机 减 驱动 速 电路 电
右 轮
机
机
如果左边探测头P00测到黑线， 则小车偏了，小车左转弯
单片机
万向滑轮
注:检测到黑 线输出低电平
特殊情况1
P0.0 P0.1 P0.2
单片机通过电机驱动电路控制小车运行方法
P0.0 P0.1 P0.2
前进
P0.0 P0.1 P0.2 1 01
前方 左转弯
0 01
LA LB
RA RB
右转弯 1 0 0
左
右
左 轮
减 速 电
电机 减 驱动 速 电路 电
右 轮
机
机
P13 P12
P13 P12
单片机
如果中间和左边探测头P02测到 黑线，则小车偏了，小车右转 弯
万向滑轮
注:检测到黑 线输出低电平
P0.0 P0.1
前进
101
前方 左转弯
0 01
LA LB
RA RB
右转弯 1 0 0
左
右
左 轮
减 速 电
电机 减 驱动 速 电路 电
右 轮
机
机
单片机
如果中间和右边探测头P02测到 黑线，则小车偏了，小车左转 弯万向滑轮ຫໍສະໝຸດ 注:检测到黑 线输出低电平
特殊情况2
P0.0 P0.1
P0.2
单片机通过电机驱动电路控制小车运行方法