多功能智能小车设计方案与实现
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(3)系统化及标准化。
第二章 多功能智能小车整体系统介绍
系统Leabharlann Baidu理框图
多功能智能小车采用TI公司的超低功耗单片机MSP430F149作为主控制芯片。采用自制遥控器——手持式仪表实现与小车的无线通信,并且能够使小车在遥控、寻线和自动避障三种模式之间切换。利用五个红外反射式传感器检测黑线,实现自动寻线功能,利用红外一体化传感器实现躲避障碍物的功能,结合遥控接收模块构成信号接收电路。整个系统可以划分为遥控控制部分、小车控制部分以及信号检测部分。其中信号检测部分包括:路面黑线检测模块和前方障碍检测模块。遥控控制部分包括:遥控发射模块,遥控接收模块。小车控制部分包括电机驱动模块,行进状态标志模块,控制器模块等。
1.1
现代意义上的检测与控制系统是以微型计算机为核心,完成较高层次自动化检测并实现过程控制,在不同程度上具有“智能”的系统。测控系统本质上是通过对信息的获取和处理,实现物理过程的控制,并实现一定意义上的“最佳”。
现代检测技术涉及测量、检验、故障诊断、信息处理和决策输出等多种技术。从广义上讲,它包括以嵌入式处理为核心的智能仪器仪表、以PC机为核心的自动检测系统和辅助专家系统。
1.2
现代测控技术是建立在计算机信息基础上的一门新兴技术,包括计算机自动测量和计算机控制两大部分。它是自动控制、计算机科学与技术、微电子学和通信技术等多种学科、多种技术互相结合,互相渗透,综合发展的新学科领域。测控系统按任务的不同,可以分为三大类,即检测系统、控制系统和测控系统。
(1)检测系统。它单纯以测试或检测为目的,主要实现数据的采集,所以又称为数据采集系统。
With the core of 430microcomputer and at the foundation of SHARK, the No.3 small car can complete an obstacle examination, avoiding stumbling block and looking for vestige function, making full use of 430microcomputer. This thesis introduced machine structure, homologous hardware electric circuit and the calculate way of the intelligence small car.Making improvement to the common car on the machine structure, we use a perfect wheel to make the car turning more easily. And we use some sensors to look for vestige and avoid stumbling block. By change the empty ratio of PWM, the car can arbitrarily move with any angle of the black line within the scope of the design. On the calculate way, we use vector decomposition method、PID to control the car and improve its track.
(2)控制系统。它单纯以控制为目的,使控制对象实现预期的要求。控制系统又可分为开环控制系统和闭环控制系统。
(3)测控系统。它是以微机为核心,测控一体化的系统。
1.3
(1)系统功能的综合性。
(2)智能化。所谓智能,是指能随外界环境条件的变化,具有确定正确行动的能力,也即具有人的思维以及思维做出决策的能力。
摘要
自主反应式智能系统是一种应用广泛的控制系统。对电路的分析和验证工作依靠智能化来完成,效率高。因此它的研究与开发是一项非常有意义的工作。
本小车以MSP430超低功耗单片机为核心,研究小车避障寻迹的设计和实现方法,完成障碍检测、避障、寻迹功能。充分运用了430单片机的功能。本论文介绍了新型车的机械结构及相应的硬件电路和实现算法。在机械结构上,对普通的小车作了改进,即用一个万用轮来代替两个前轮,使小车的转向更加灵敏。利用反射式红外传感器来寻迹、红外一体化接收头来检测障碍物的位置,通过改变单片机产生的PWM方波的占空比,使其能在设计范围内可实现任意角度黑线和任意角度移动,还可以实现避障的功能。在算法上,利用矢量分解法、PID算法等对小车的运行进行控制并能有效的改善其运行轨迹。
关键字:MSP430寻迹避障PWMPID
Abstract
Independence’s responding type intelligence system is a kind of applied extensive control system. Analyzing electric circuit and verifying a work depends on the intelligence to complete, its efficiency is high. So its research and development is a very meaningful works.
本设计就把这一设想基本变成了现实,小车利用传感器实现了对小车的智能控制,使它可以沿地面黑线行走,还可以躲避前方的障碍物,实现了对现代机器的基本智能控制。利用无线模块实现了对智能小车的远程遥控,可以控制小车的前进,后退,左转弯,右转弯,暂停以及实现寻迹模式、避障模式、遥控模式三种不同模式之间的转换。它是一个相当典型的现代测控系统,是现代测控技术的典型应用。
Key word: MSP430 looking for vestige avoiding stumbling block PWM PID
第一章 绪论
智能遥控车辆是一个运用计算机、传感、信息、通信、导航、人工智能及自动控制等技术来实现环境感知、规划决策和自动行驶为一体的高新技术综合体。它在军事、民用和科学研究等方面已获得了应用,对解决道路交通安全提供了一种新的途径。随着世界上高速交通工具的不断发展,能自动躲避障碍物沿已定的线路实现自动驾驶的智能汽车一定会有很好的发展前景。
第二章 多功能智能小车整体系统介绍
系统Leabharlann Baidu理框图
多功能智能小车采用TI公司的超低功耗单片机MSP430F149作为主控制芯片。采用自制遥控器——手持式仪表实现与小车的无线通信,并且能够使小车在遥控、寻线和自动避障三种模式之间切换。利用五个红外反射式传感器检测黑线,实现自动寻线功能,利用红外一体化传感器实现躲避障碍物的功能,结合遥控接收模块构成信号接收电路。整个系统可以划分为遥控控制部分、小车控制部分以及信号检测部分。其中信号检测部分包括:路面黑线检测模块和前方障碍检测模块。遥控控制部分包括:遥控发射模块,遥控接收模块。小车控制部分包括电机驱动模块,行进状态标志模块,控制器模块等。
1.1
现代意义上的检测与控制系统是以微型计算机为核心,完成较高层次自动化检测并实现过程控制,在不同程度上具有“智能”的系统。测控系统本质上是通过对信息的获取和处理,实现物理过程的控制,并实现一定意义上的“最佳”。
现代检测技术涉及测量、检验、故障诊断、信息处理和决策输出等多种技术。从广义上讲,它包括以嵌入式处理为核心的智能仪器仪表、以PC机为核心的自动检测系统和辅助专家系统。
1.2
现代测控技术是建立在计算机信息基础上的一门新兴技术,包括计算机自动测量和计算机控制两大部分。它是自动控制、计算机科学与技术、微电子学和通信技术等多种学科、多种技术互相结合,互相渗透,综合发展的新学科领域。测控系统按任务的不同,可以分为三大类,即检测系统、控制系统和测控系统。
(1)检测系统。它单纯以测试或检测为目的,主要实现数据的采集,所以又称为数据采集系统。
With the core of 430microcomputer and at the foundation of SHARK, the No.3 small car can complete an obstacle examination, avoiding stumbling block and looking for vestige function, making full use of 430microcomputer. This thesis introduced machine structure, homologous hardware electric circuit and the calculate way of the intelligence small car.Making improvement to the common car on the machine structure, we use a perfect wheel to make the car turning more easily. And we use some sensors to look for vestige and avoid stumbling block. By change the empty ratio of PWM, the car can arbitrarily move with any angle of the black line within the scope of the design. On the calculate way, we use vector decomposition method、PID to control the car and improve its track.
(2)控制系统。它单纯以控制为目的,使控制对象实现预期的要求。控制系统又可分为开环控制系统和闭环控制系统。
(3)测控系统。它是以微机为核心,测控一体化的系统。
1.3
(1)系统功能的综合性。
(2)智能化。所谓智能,是指能随外界环境条件的变化,具有确定正确行动的能力,也即具有人的思维以及思维做出决策的能力。
摘要
自主反应式智能系统是一种应用广泛的控制系统。对电路的分析和验证工作依靠智能化来完成,效率高。因此它的研究与开发是一项非常有意义的工作。
本小车以MSP430超低功耗单片机为核心,研究小车避障寻迹的设计和实现方法,完成障碍检测、避障、寻迹功能。充分运用了430单片机的功能。本论文介绍了新型车的机械结构及相应的硬件电路和实现算法。在机械结构上,对普通的小车作了改进,即用一个万用轮来代替两个前轮,使小车的转向更加灵敏。利用反射式红外传感器来寻迹、红外一体化接收头来检测障碍物的位置,通过改变单片机产生的PWM方波的占空比,使其能在设计范围内可实现任意角度黑线和任意角度移动,还可以实现避障的功能。在算法上,利用矢量分解法、PID算法等对小车的运行进行控制并能有效的改善其运行轨迹。
关键字:MSP430寻迹避障PWMPID
Abstract
Independence’s responding type intelligence system is a kind of applied extensive control system. Analyzing electric circuit and verifying a work depends on the intelligence to complete, its efficiency is high. So its research and development is a very meaningful works.
本设计就把这一设想基本变成了现实,小车利用传感器实现了对小车的智能控制,使它可以沿地面黑线行走,还可以躲避前方的障碍物,实现了对现代机器的基本智能控制。利用无线模块实现了对智能小车的远程遥控,可以控制小车的前进,后退,左转弯,右转弯,暂停以及实现寻迹模式、避障模式、遥控模式三种不同模式之间的转换。它是一个相当典型的现代测控系统,是现代测控技术的典型应用。
Key word: MSP430 looking for vestige avoiding stumbling block PWM PID
第一章 绪论
智能遥控车辆是一个运用计算机、传感、信息、通信、导航、人工智能及自动控制等技术来实现环境感知、规划决策和自动行驶为一体的高新技术综合体。它在军事、民用和科学研究等方面已获得了应用,对解决道路交通安全提供了一种新的途径。随着世界上高速交通工具的不断发展,能自动躲避障碍物沿已定的线路实现自动驾驶的智能汽车一定会有很好的发展前景。