智能循迹避障小车讲课教案
机器人循迹小车教学设计
机器人循迹小车教学设计一、引言近年来，机器人技术的发展已经深入各个领域并得到广泛应用。
其中，机器人循迹小车是一种受欢迎的教学工具，可以帮助学生理解并掌握机器人的基本原理和编程知识。
本文将介绍关于机器人循迹小车的教学设计，以帮助教师有效地开展相关实验课程。
二、目标和背景机器人循迹小车的教学设计旨在通过实践性的学习，帮助学生掌握以下技能：1. 理解机器人的基本工作原理；2. 学习使用传感器进行环境感知；3. 掌握编程技巧，实现机器人的自动导航；4. 学习解决问题的能力，并进行团队合作。
三、教学内容及步骤1. 硬件准备：a. 准备机器人循迹小车的构建套件，包括底盘、电机、轮子等；b. 安装并连接传感器模块，如红外线传感器等；c. 连接电源和控制器。
2. 确定循迹路径：在教室或实验室中设置一个特定的循迹路径，如黑线、颜色块等。
该路径将用于机器人的导航训练。
3. 程序设计：a. 学习并理解循迹小车的编程指令和语法；b. 设计一个简单的程序，使机器人能够识别循迹路径并按照设定的规则行动；c. 调试和优化程序，确保机器人能够准确地沿着循迹路径行驶。
4. 实验操作：a. 将机器人放置在循迹路径的起点，启动程序；b. 观察机器人的运动轨迹，检查其是否能够正确地循迹并到达终点；c. 分析实验结果，讨论可能的问题和改进方案。
5. 拓展实验：学生可以进一步改进设计，尝试添加更多的传感器或调整循迹路径的复杂度，以提高机器人的导航能力和应对能力。
四、教学评价在教学设计中，应设立合适的评价方法，以评估学生的学习成果并指导后续教学工作。
以下为几种常见的评价方法：1. 实验报告：要求学生编写实验报告，包括程序设计的思路、实验过程和结果的详细描述；2. 演示展示：要求学生对自己编写的程序和机器人的表现进行演示，并进行口头介绍；3. 团队合作评价：评估学生在团队合作中的贡献程度和合作能力；4. 小测验或考试：设置相关知识点的选择题、填空题或编程题，评估学生对机器人循迹原理和编程技巧的理解程度。
课程设计循迹小车
课程设计循迹小车一、教学目标本课程旨在让学生了解和掌握循迹小车的基本原理和制作方法，培养学生的动手能力和创新能力。
知识目标包括：了解循迹小车的工作原理、熟悉常见的电子元件及其功能、掌握基本的电路连接和编程技巧。
技能目标包括：能够独立完成循迹小车的组装、调试和编程，培养学生的动手能力和解决问题的能力。
情感态度价值观目标包括：培养学生对科学的兴趣和好奇心，增强学生的团队合作意识和环保意识。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括循迹小车的原理、组成和制作方法。
首先，介绍循迹小车的工作原理，让学生了解其运行机制。
其次，讲解循迹小车的组成，包括电子元件、电路连接和编程等方面。
最后，教授学生如何动手制作循迹小车，培养学生的实际操作能力。
三、教学方法为了提高教学效果，本课程采用多种教学方法相结合的方式。
首先，运用讲授法，向学生讲解循迹小车的基本原理和制作方法。
其次，通过讨论法，引导学生进行思考和交流，提高学生的理解能力。
再次，运用案例分析法，分析实际案例，使学生更好地掌握知识。
最后，利用实验法，让学生亲自动手操作，培养学生的实践能力。
四、教学资源为了支持教学内容的实施，我们将选择和准备以下教学资源。
教材：《循迹小车制作教程》，为学生提供基本的学习资料。
参考书：《电子制作入门》、《编程技巧与应用》等，为学生提供更多的学习参考。
多媒体资料：制作PPT和视频教程，为学生提供直观的学习资源。
实验设备：准备循迹小车制作所需的电子元件、工具和设备，为学生提供实践操作的机会。
五、教学评估为了全面、客观地评估学生的学习成果，我们将采用多种评估方式。
平时表现方面，将根据学生在课堂上的参与度、提问和回答问题的积极性等给予评分。
作业方面，将根据学生完成作业的质量、创新性和准确性等进行评分。
考试方面，将设置选择题、填空题、简答题和综合分析题等多种题型，全面测试学生对知识的掌握和应用能力。
此外，还将设置实验操作考核，评估学生的动手能力和实验技能。
自动避障小车课程设计
自动避障小车课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生掌握自动避障小车的基本原理，理解传感器的工作机制。
2. 使学生了解程序设计的基本流程，掌握基础的编程指令和逻辑控制。
3. 帮助学生理解自动避障小车在实际生活中的应用，了解相关技术的发展趋势。
技能目标：1. 培养学生运用所学知识进行问题分析，设计简单的自动避障小车程序。
2. 提高学生动手实践能力，学会组装和调试自动避障小车。
3. 培养学生团队协作和沟通能力，能够共同完成项目任务。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对科学技术的兴趣，激发创新意识和探索精神。
2. 培养学生面对问题积极思考，勇于克服困难，解决问题的积极态度。
3. 培养学生关注社会热点，认识到科技发展对生活的影响，增强社会责任感。
课程性质：本课程为实践性较强的课程，注重理论知识与实际操作的结合。
学生特点：学生为初中生，具备一定的物理知识和逻辑思维能力，对科技产品感兴趣，喜欢动手操作。
教学要求：结合学生特点，课程设计应注重理论与实践相结合，充分调动学生的积极性，提高学生的动手实践能力和创新能力。
在教学过程中，注重引导学生自主学习，培养学生解决问题的能力。
通过课程学习，使学生在知识、技能和情感态度价值观方面得到全面提升。
二、教学内容1. 理论知识：- 介绍自动避障小车的基本原理，涉及传感器、电机驱动、控制单元等组成部分。
- 结合课本相关章节，讲解编程语言基础，如循环结构、条件判断等。
- 分析自动避障小车在实际应用中的例子，探讨其对社会生活的影响。
2. 实践操作：- 指导学生动手组装自动避障小车，熟悉各部件功能及安装方法。
- 教学编程软件的使用，教授如何编写和调试自动避障小车程序。
- 组织学生进行小组合作，共同完成自动避障小车的制作和调试。
3. 教学大纲：- 第一阶段：自动避障小车原理学习，占课程总进度的30%。
- 第二阶段：编程语言学习，占课程总进度的30%。
- 第三阶段：动手实践，占课程总进度的40%。
课程设计智能循迹小车
课程设计智能循迹小车一、教学目标本课程旨在通过智能循迹小车的制作与编程，让学生掌握基础的电子电路知识、传感器原理以及简单的编程技巧。
在知识目标方面，学生需要理解电子元件的功能，如电机、传感器等，并能够运用编程语言对小车进行控制。
技能目标方面，学生应能够独立完成智能循迹小车的组装，并进行编程调试。
情感态度价值观目标方面，通过课程的学习，培养学生对科技创新的兴趣，增强动手实践能力，并培养团队合作意识。
二、教学内容教学内容将围绕智能循迹小车的制作与编程展开。
首先，学生将学习电子电路基础知识，包括电机、传感器等元件的功能和应用。
接着，学生将学习编程语言，并通过实践操作，掌握如何编写程序控制小车。
最后，学生将进行智能循迹小车的组装和调试，以巩固所学知识。
三、教学方法为了提高学生的学习兴趣和主动性，将采用多种教学方法。
包括讲授法，用于传授电子电路知识和编程技巧；讨论法，让学生在团队中交流想法，共同解决问题；案例分析法，分析实际案例，让学生更好地理解理论知识；实验法，让学生动手实践，提高操作技能。
四、教学资源教学资源包括教材、参考书、多媒体资料和实验设备。
教材将提供理论知识的学习，参考书将提供额外的学习资料。
多媒体资料包括教学视频和图片，用于辅助学生理解复杂概念。
实验设备包括智能循迹小车套件、电子元件、编程软件等，让学生能够进行实际操作和编程练习。
五、教学评估本课程的评估方式包括平时表现、作业和考试三个部分。
平时表现主要评估学生的课堂参与度和团队合作表现，通过观察和记录学生在课堂上的表现来进行评估。
作业方面，学生需要完成一系列与智能循迹小车相关的实践任务，如组装、编程和调试，通过提交作业来评估学生的实践能力。
考试则主要评估学生对电子电路知识、传感器原理和编程技巧的理解和应用，通过书面考试来评估学生的理论水平。
六、教学安排本课程的教学安排将分为10个课时，每个课时45分钟。
前5个课时用于讲解电子电路知识和传感器原理，中间3个课时用于编程技巧的学习和实践，最后2个课时用于智能循迹小车的组装和调试。
8岁避障小车-教案
生：（自由发言）
师：那我们就把他安装在底盘上吧，我们先找一块积木做底盘，安装上控制器。
生：（跟着做）
师：然后呢，车有底盘了还需要有什么呢？
生：轮子
师：那我们来完成轮子的搭建，这个模块是电机，他的作用是让轮子转起来。我们把轮子安装到电机上面，之后把他装在控制器下面。我们再拿两个轮子，他们需要这样安装（从动轮）。
3.完成连线的引导；
4.通过游戏，让小朋友感受避障后小车的运动。
创新
（5分钟）
1.自由设计小车，包括小车的外观，触碰传感器安装的位置
自我发挥，培养创新
反思/回顾
（5分钟）
1.提问：我们今天为什么给小车加上触碰传感器呢？
师：我们今天为什么给小车加上触碰传感了触碰传感器，我们还可以加一些什么呢？
避障小车
实施班级
任课教师
课次
日期时间
课程名称
避障小车
教学内容分析
本节课通过“汽车倒车撞到东西”的视频，引出小车需要在后面能感知到不能继续行驶的东西。从而介绍传感器的作用，并完成一个避障小车的制作。因此本节课教学重点是：让学生了解传感器的作用，以及完成避障小车的组装。其中对传感器的作用给出定义：一种能产生感觉并且在感觉到后会发出通知的东西。本节课课后需要孩子能说出为什么小车能避障。因此，本节课应该着重于广泛的传感器作用的介绍，而弱化使用到的传感器介绍，这一内涵应该在各个环节加以体现。特别是创意环节，可以使用不同的传感器实现避障功能。
（略做停顿，不用回答）
5.知识陈述：这种给没有感觉的小车加上感觉的东西我们叫“传感器”。他自己会产生感觉，当他感觉到前面有墙的时候，他就喜欢告诉给主控听。
自动循迹显智能教案
自动循迹小车智能教案教学目标1.了解自动循迹小车的基本原理和工作过程；2.学习使用Arduino编程语言控制自动循迹小车；3.培养学生的创新思维和动手能力；4.提高学生合作与沟通能力。
教学内容1.自动循迹小车的原理和组成部分；2.Arduino编程语言的基础知识；3.自动循迹小车的控制方法。
教学方法1.情境导入：通过展示自动循迹小车的实物，引起学生兴趣，激发他们对自动循迹技术的好奇心；2.知识讲解：通过多媒体展示、图文并茂的方式，向学生介绍自动循迹小车的原理、组成部分和工作过程；3.实践操作：让学生亲自动手组装自动循迹小车，并使用Arduino编程语言进行控制；4.小组合作：将学生分成小组，每个小组负责设计并改进一种自动循迹算法，通过比赛评选出最佳算法。
教学流程第一课时导入（5分钟）1.展示自动循迹小车的实物，引起学生兴趣；2.提问：你们知道自动循迹小车是如何工作的吗？知识讲解（15分钟）1.通过多媒体展示，向学生介绍自动循迹小车的原理和组成部分；2.解释光敏传感器的工作原理；3.介绍Arduino编程语言的基础知识。
实践操作（30分钟）1.学生分组，每个小组一辆自动循迹小车和一台电脑；2.指导学生根据提供的材料和说明书，亲自动手组装自动循迹小车；3.教师演示如何使用Arduino编程语言控制自动循迹小车；4.学生根据教师演示进行实践操作。
小结（5分钟）1.回顾今天学习的内容：自动循迹小车的原理、组成部分和控制方法；2.引导学生思考：如何改进现有的自动循迹算法。
第二课时复习（10分钟）1.提问：谁能够简要回答一下今天学习过的内容？2.学生回答并进行互动讨论。
小组合作（40分钟）1.将学生分成小组，每个小组负责设计并改进一种自动循迹算法；2.学生根据所学知识和实践经验，设计自己的算法，并编写相应的程序；3.学生在自动循迹小车上进行测试和调试，评估算法的效果。
展示与评选（10分钟）1.每个小组展示他们设计的自动循迹算法，并说明其优点和不足之处；2.教师和同学们共同评选出最佳算法，并给予肯定和建议。
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。
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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。
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智能循迹避障车课程设计
智能循迹避障车课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生掌握智能循迹避障车的原理与构造，理解传感器的工作机制及其在车辆导航中的应用。
2. 学习编程控制基础，使学生对循迹避障车的程序编写有基本的认识和理解。
3. 了解智能车辆在现代社会中的实际应用，认识科技发展对生活的影响。
技能目标：1. 培养学生动手操作能力，通过小组合作完成循迹避障车的组装。
2. 提高学生的问题解决能力，通过调试程序，使车辆能够实现循迹和避障功能。
3. 培养学生的创新思维和设计能力，鼓励他们对车辆设计进行优化和创新。
情感态度价值观目标：1. 培养学生积极探索科学技术的兴趣，激发他们对工程技术和编程的热情。
2. 增强学生的团队合作意识，通过小组合作培养沟通协调和集体荣誉感。
3. 培养学生的环保意识和社会责任感，让他们认识到科技发展应与环境保护相结合。
本课程针对学生年级特点，注重理论与实践结合，旨在通过智能循迹避障车的制作与编程，提高学生的科学素养和技术应用能力，同时培养其创新精神和团队合作意识，为学生提供综合性的学习体验。
二、教学内容本课程教学内容主要包括以下三个方面：1. 理论知识学习：- 智能循迹避障车原理与构造：涉及传感器、电机驱动、控制系统等基本组成部分。
- 传感器工作原理：学习红外线传感器、超声波传感器等在循迹避障中的应用。
- 编程控制基础：掌握C语言或Python语言的基本语法，为编写循迹避障车程序打下基础。
2. 实践操作与技能培养：- 循迹避障车组装：学生分组合作，根据教材指导完成车辆组装。
- 程序编写与调试：学习编写程序，实现循迹避障功能，并进行调试与优化。
- 创新设计与改进：鼓励学生对车辆设计进行创新，提高其性能和实用性。
3. 教学进度与安排：- 第一周：学习理论知识，了解智能循迹避障车的基本原理与构造。
- 第二周：学习传感器工作原理，进行编程基础教学。
- 第三周：分组组装循迹避障车，编写程序并调试。
- 第四周：对车辆设计进行创新与改进，进行成果展示与交流。
智能循迹避障小车设计上课讲义
智能循迹避障小车设计毕业设计(论文)课题名称智能循迹避障小车设计学生姓名 XXX学号00000000000000系、年级专业 XXXXXXXXXXXXXXXXXXX指导教师 XXX职称讲师2016年5月18日摘要自从首个工业智能设施诞生以来，智能设施的发展已经扩展到了包括机器、刻板、电子、冶金、交通、宇航、国防等产业领域。
近年来智能设施水平迅速上升，大大的改变了大多数人类的生活方式。
在人类的智能化技术不断飞速进步的过程中，能够取代手动的机器人在更加人性化的同时也越来越智能化。
本文主要讨论了基于单片机的智能循迹避障小车的设计。
智能自动循迹制导系统在驱动电路的基础上，实现自动跟踪汽车导线，而智能避障是使用红外传感器测距系统来实现功能来规避障碍。
智能寻光避障小车是一种采用了多种传感器，以单片机为核心，电力马达驱动和自动控制为技术，根据程序预先确定的模式，而不是人工管理来实现避障导航的自动跟踪高新技术。
这项技术已广泛应用于智能无人驾驶、智能机器人、全自动工厂等许多领域。
这个设计使用STC89C52单片机[1]作为小车的智能核心，使用红外传感器对智能小车跟踪模块识别引导线跟踪，收集模拟信号并将信号转换成为数字信号，使用C语言编写程序，设计的电路结构简单，易于实现，时效性高。
关键词：智能化；单片机最小系统；传感器；驱动电路ABSTRACTFrom the first level of industrial intelligent facilities since birth, the development of intelligent facilities has been broadened to include machinery, electronics, metallurgy, transportation, aerospace, defense and other fields. Intelligent facilities level rising in recent years, and rapidly, significantly changed the way people live. People in the process of thinking, improvement, learning and intelligence of replace the manual machine is more and more.This paper mainly discusses the intelligent tracking based on single chip microcomputer control process of the obstacle avoidance car. Intelligent automatic tracking is based on the driving circuit of the guidance system, to achieve automatic tracking car line; obstacle avoidance is the use of infrared sensor ranging system to realize the function to evade obstacles. Intelligent tracking obstacle avoidance car is a use different sensor , motor drive for power and automatic control technology to realize according to the procedures predetermined mode, not by artificial management can realize the automatic tracking of obstacle avoidance navigation of high and new technology. The technology has been widely used in unmanned intelligent unmanned line, intelligent robot and so on many fields.Using infrared sensors for car tracking module to identify the guide line tracking, collecting analog signal and converts the signal into digital signal; Using C language to write the program, the design of the circuit structure is simple, easy to implement,timeliness is high.Keywords: Intelligent; Single chip microcomputer minimum system; The Sensor; Driver circuit目录第1章绪论 (1)1.1智能小车的发展近况与趋势 (1)1.2课题研究的目的及意义 (1)1.3课题研究的主要内容 (3)第2章方案设计 (4)2.1系统概述 (4)2.2硬件模块方案 (4)2.3软件模块方案 (7)第3章硬件设计 (9)3.1电源模块 (9)3.2核心控制模块 (9)3.3循迹模块 (11)3.4避障模块 (12)3.5无线遥控模块 (14)3.6电机驱动模块 (16)3.7拓展模块 (20)第4章软件模块 (23)4.1循迹程序模块 (23)4.2避障程序模块 (24)4.3无线遥控程序模块 (26)4.4寻光拓展程序模块 (28)4.5驱动电机程序模块 (28)第5章系统测试与分析 (30)5.1硬件调试 (30)5.2软件调试 (31)总结 (33)参考文献： (34)附录 (35)致谢 (36)第1章绪论1.1智能小车的发展近况与趋势1.1.1智能小车的发展近况现阶段智能汽车的发展十分的迅速，从智能玩具到其他各行各业都有实质性的结果[1]。
智能循迹避障小车讲课教案
智能循迹避障小车目录摘要引言第一章绪论1.1智能小车的背景1.2智能小车的现状第二章设计方案2.1设计任务2.2方案及轨道选择2.3智能小车元件介绍第三章硬件设计3.1总体设计3.2驱动电路3.3信号检测模块3.4主控线路第四章软件设计4.1主程序模块4.2电机驱动程序4.3循迹模块4.4避障模块第五章制作安装与调试作品总结致谢摘要利用红外对管检测黑线与障碍物，并以STC89C52单片机为控制芯片控制电动小汽车的速度及转向，从而实现自动循迹避障的功能。
其中小车驱动由L298N驱动电路完成，速度由单片机输出的PWM波控制。
关键词：智能小车；STC89C52单片机；L298N；红外对管引言2004年1月3日和1月24日肩负着人类探测火星使命的“勇气”号和“机遇”号在火星不同区域着陆，并于2004年4月5日和2004年4月26 日相继通过所有“考核标准”。
火星车能够在火星上自主行驶：当火星车发现值得探测的目标，它会驱动六个轮子向目标行驶；在检测到前进方向上的障碍后，火星车会去寻找可能的最佳路径。
据悉，中国的登月计划分三步进行：第一步，发射太空实验室和寻找贵重元素的月球轨道飞行器；第二步，实现太空机器人登月；第三步，载人登月。
随着“神舟”系列飞船和“嫦娥”月球探测卫星的成功发射，第一步接近成熟；第二步中太空机器人登月计划中的太空机器人应该能在月球上自主行驶，进行相关探测。
因此对于我国来说，类似于美国“勇气”号和“机遇”号火星车的智能车技术研究也显得迫在眉睫。
目前，城市交通的安全问题己引起各国政府有关部门的高度重视和全民的关注，专家、学者在分析城市交通事故的原因时，普遍认为事故原因主要包括：人员素质、运输车辆、道路环境和管理法规等四个方面，而车辆性能的提高即研发高性能的智能汽车是其中很重要的一个环节。
美国研究认为，包括智能汽车研究在内的智能运输系统对国家社会经济和交通运输有着巨大的影响，其意义和价值在于：大量减少公路交通堵塞和拥挤，降低汽车的油耗，可使城市交通堵塞和拥挤造成的损失分别减少25％-40％左右，大大提高了公路交通的安全性及运输效率，促进了交通运输业的繁荣发展。
循迹小车课程设计
循迹小车课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生理解循迹小车的基本工作原理，掌握相关电路知识与编程技巧。
2. 让学生掌握传感器的工作原理，了解其在循迹小车中的作用。
3. 让学生了解并掌握速度、方向控制方法，以及小车行进过程中的平衡调节。
技能目标：1. 培养学生动手搭建循迹小车的能力，提高学生的实践操作技巧。
2. 培养学生运用编程语言对循迹小车进行控制的能力，提高学生的逻辑思维能力。
3. 培养学生团队协作、问题解决和创新能力，使学生在实践中学会自主学习和探究。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对科学技术的热爱，增强学生的科技意识。
2. 培养学生勇于挑战、积极进取的精神风貌，提高学生的自信心。
3. 培养学生关爱环境、节能环保的观念，使学生在创作过程中关注社会问题。
本课程针对五年级学生，结合学生好奇心强、动手能力逐渐增强的特点，注重实践与理论相结合，引导学生通过动手操作、合作探究的方式，掌握循迹小车的基本知识。
课程目标具体、可衡量，旨在帮助学生在实践中提高学科素养，培养创新精神和实践能力，为今后的学习打下坚实基础。
二、教学内容本章节教学内容主要包括以下三个方面：1. 基本原理与知识：- 介绍循迹小车的组成、工作原理及各部分功能。
- 引导学生了解传感器（如红外线传感器、光电传感器）的原理和应用。
- 深入讲解电路知识，包括电路图识读、电子元件的选用等。
2. 技术与编程：- 教授编程语言（如Scratch、Python等）的基本语法和逻辑结构。
- 指导学生运用编程语言对循迹小车进行控制，实现前进、后退、转弯等功能。
- 分析速度、方向控制方法，探讨如何优化小车行进过程中的平衡调节。
3. 实践操作与拓展：- 安排学生分组搭建循迹小车，培养学生的动手实践能力。
- 组织学生进行小车调试，引导他们解决实际操作过程中遇到的问题。
- 鼓励学生发挥创意，为小车添加附加功能，如避障、自动充电等。
教学内容根据课程目标进行科学、系统地组织，参照教材相关章节，确保学生能够逐步掌握循迹小车相关知识。
避障小车课程设计
避障小车课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能够理解避障小车的基本工作原理，掌握相关的物理和工程知识。
2. 学生能够描述并解释传感器在避障小车中的作用，以及如何通过编程实现小车自动避障。
3. 学生能够掌握基础的电路连接和编程指令，将理论知识应用于实际操作中。
技能目标：1. 学生能够运用所学知识，独立完成避障小车的组装和编程。
2. 学生能够在团队协作中发挥自己的作用，共同解决制作过程中遇到的问题。
3. 学生通过实践活动，提高动手能力，培养创新思维和问题解决能力。
情感态度价值观目标：1. 学生通过参与避障小车的制作，增强对科学技术的兴趣和好奇心，培养积极的学习态度。
2. 学生在团队合作中学会相互尊重、支持与配合，培养良好的团队精神和沟通能力。
3. 学生在遇到困难和挑战时，能够保持积极心态，勇于尝试和克服困难，增强自信心。
二、教学内容本课程以《信息技术》教材中“机器人制作”章节为基础，结合以下内容进行教学：1. 机器人基础知识：介绍机器人的定义、分类及其应用场景，重点讲解避障小车的工作原理。
2. 传感器及其应用：学习红外传感器、超声波传感器等在避障小车中的作用，以及传感器与单片机的连接方法。
3. 编程控制：学习基本的编程指令，通过编程实现避障小车的自动行驶和避障功能。
4. 实践操作：分组进行避障小车的组装、编程和调试，让学生在实践中掌握相关知识。
5. 创新拓展：在掌握基本功能的基础上，鼓励学生发挥创意，为避障小车增加更多功能。
教学内容安排和进度：第一课时：机器人基础知识学习，了解避障小车工作原理。
第二课时：学习传感器及其应用，进行传感器与单片机的连接。
第三课时：学习编程控制，编写程序实现避障功能。
第四课时：分组实践操作，组装、编程和调试避障小车。
第五课时：创新拓展，为避障小车增加更多功能，分享制作经验。
三、教学方法本课程采用以下多样化的教学方法，以激发学生的学习兴趣和主动性，提高教学效果：1. 讲授法：教师通过生动的语言和形象的表达，为学生讲解机器人基础知识、传感器原理等理论内容，使学生对避障小车有全面的认识。
1.《初探人工智能——自动避障小车》教学设计
《初探人工智能——自动避障小车》教学设计【学习内容与要求】本节课是人工智能入门基础课，适合有一定图形化编程基础的同学。
本节课的学习内容分为两个部分，一部分是了解疫情当下人工智能技术在无人配送领域的应用，另一部分是学生自己动手搭建一辆自动避障小车，其中能让小车实现自动避障功能的是超声波传感器，所以要求学生在动手实践中，熟练掌握超声波传感器的使用方法，同时提高编程能力和硬件搭建能力。
【学情分析】本课面向有较好信息素养的五年级学生开设，他们大部分有图像化编程基础。
本课为人工智能入门课，利用EV3软硬件进行编程和搭建，EV3编程软件是图形化编程软件，符合五年级学生的认知发展水平。
五年级学生空间想象能力和动手操作能力也都达到较高的水平，具备搭建自动避障小车的能力。
在学习本课之前，学生已经知道EV3硬件中基础零件的名称及相关作用，也知晓EV3软件的基本编程方法。
本节课在学生学习的基础上，要求学生能独立搭建一辆装有超声波传感器的小车，并能通过编写程序驱动小车完成避障任务。
【教学思路】本节课由现实生活中的一个问题引出，疫情当下，快递和外卖在配送过程中如何减少人员的直接接触？利用人工智能技术中的无人配送车就可以解决这个问题。
教师引导学生思考，无人配送车在路上遇到障碍物要如何躲避呢？本节课我们就一起来搭建一辆可以自动躲避障碍物的小车。
小组完成编程和搭建后，向全班展示自己的自动避障小车，最后教师进一步介绍自动避障功能在现实生活中的应用，拓展学生的认知。
【教学目标】1.知道人工智能技术在无人配送领域中的应用。
2.能利用EV3软件进行简单编程。
3.能根据学习任务进行硬件的搭建与调试。
4.熟练掌握超声波传感器的使用方法。
5.体验人工智能技术为人类带来的便利。
【教学准备】为学生准备：安装有EV3软件的笔记本电脑6台、超声波传感器、轮子、主机、发动机、一些拼接零件和障碍物。
教师准备：教学课件、板贴。
【教学过程】一、新课导入1.教师提出问题，最近上海疫情牵动着全国人民的心，在疫情当下，快递和外卖在配送过程中如何减少人员的直接接触？2.师生讨论，利用人工智能技术中的无人配送车可以解决这个问题，播放上海无人配送车工作场景的视频。
智能循迹小车控制课程设计
智能循迹小车控制课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能够理解智能循迹小车的基本原理，掌握相关的电子电路知识。
2. 学生能够解释循迹传感器的工作原理，并描述其在智能小车控制中的应用。
3. 学生能够掌握编程语言（如Python或C语言）的基本语句，用于编写智能小车的控制程序。
技能目标：1. 学生能够运用所学知识，独立组装并调试智能循迹小车。
2. 学生能够运用编程语言，编写并优化循迹小车的控制程序，实现准确循迹行驶。
3. 学生能够通过小组合作，解决实际操作过程中遇到的问题，提高团队协作和问题解决能力。
情感态度价值观目标：1. 学生能够培养对智能硬件和编程的兴趣，提高学习主动性和创新意识。
2. 学生能够在课程学习中，树立科学精神，遵循客观规律，培养严谨的学习态度。
3. 学生能够通过小组合作，学会尊重他人意见，形成良好的沟通与协作能力。
课程性质：本课程为实践性强的学科，结合理论知识与动手操作，培养学生创新思维和实际操作能力。
学生特点：学生处于好奇心强、动手欲望高的年级，对智能硬件和编程有一定的基础，但需进一步提高实践能力。
教学要求：注重理论知识与实践操作相结合，充分调动学生的主观能动性，培养其解决问题的能力。
将课程目标分解为具体的学习成果，便于教学设计和评估。
二、教学内容1. 理论知识：- 智能小车的基本原理及结构组成。
- 循迹传感器的工作原理及特性。
- 编程语言的基本语法和语句，以Python或C语言为例。
- 电路连接和电子元件的使用方法。
2. 实践操作：- 智能循迹小车的组装和调试。
- 编写循迹小车控制程序，实现基本循迹功能。
- 优化程序，提高循迹准确性和行驶速度。
- 小组合作，解决实际操作过程中遇到的问题。
3. 教学大纲：- 第一阶段：理论知识学习，包括智能小车原理、传感器原理、编程语言基础等。
- 第二阶段：实践操作，分为组装调试、编程控制、优化改进三个部分。
- 第三阶段：小组展示和评价，分享学习成果，总结经验教训。
循迹避障智能小车设计ppt课件
灰度传感器
灰度传感器是模拟传感器，灰度传感器利用光敏电 阻对不同颜色的检测面对光的反射程序不同，其阻 值变化在的原理进行颜色深浅检测。灰度传感器有 一只发光二极管和一只光敏电阻，安装在同一面上 。在有效的检测距离内，发光二极管发出白光，照 射在检测面上，检测面反射部分光线，光敏电阻检 测此光线的强度并将其转换为小车可以识别的信号 。
基于单片机的智能小车设计
指导老师： 班级：
制作：
1
智能小车介绍
智能小车是一种能够通过编程手段完成特定任务的 小型化机器人, 它具 有制作成本低廉,电路结构简单, 程序调试方便等优点.由于具有很强的趣味性,智能 小车深受广大机器人爱好者以及高校学生的喜爱.
本次制作的智能小车的电路结构简单,调试方便,系统 反映快速,灵活, 可行,各项指标 稳定,可靠.
8
控制模块
9
L298N 驱动模块
1：可实现电机正反转及 调速。 2：启动性能好，启动转 矩大。 3：工作电压可达到36V， 4A。 4：可同时驱动两台直流 电机。 5：适合应用于机器人设 计及智能小车的设计。
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11
供电系统
Usb转模块串口、+5v充电宝
12
制作过程
13
一.连接驱动
连接驱动电源线、 将电机的导线与驱动 连接，并分清左右电 机的控制部分.
电机驱、p11、 p12、p13
按从左至右的顺序与 驱动模块的接受端连 接
15
安装传感器
红外传感器注意放置在车 辆的前端边沿以免影响灵 敏度 灰度传感器注意保持与地 面较近的距离
红外传感器
灰度传感 器
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焊接排线板
注意每排串联且相邻排并 联 不可有排间短路、同排断 路发生
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智能循迹避障小车目录摘要引言第一章绪论1.1智能小车的背景1.2智能小车的现状第二章设计方案2.1设计任务2.2方案及轨道选择2.3智能小车元件介绍第三章硬件设计3.1总体设计3.2驱动电路3.3信号检测模块3.4主控线路第四章软件设计4.1主程序模块4.2电机驱动程序4.3循迹模块4.4避障模块第五章制作安装与调试作品总结致谢摘要利用红外对管检测黑线与障碍物，并以STC89C52单片机为控制芯片控制电动小汽车的速度及转向，从而实现自动循迹避障的功能。
其中小车驱动由L298N驱动电路完成，速度由单片机输出的PWM波控制。
关键词：智能小车；STC89C52单片机；L298N；红外对管引言2004年1月3日和1月24日肩负着人类探测火星使命的“勇气”号和“机遇”号在火星不同区域着陆，并于2004年4月5日和2004年4月26 日相继通过所有“考核标准”。
火星车能够在火星上自主行驶：当火星车发现值得探测的目标，它会驱动六个轮子向目标行驶；在检测到前进方向上的障碍后，火星车会去寻找可能的最佳路径。
据悉，中国的登月计划分三步进行：第一步，发射太空实验室和寻找贵重元素的月球轨道飞行器；第二步，实现太空机器人登月；第三步，载人登月。
随着“神舟”系列飞船和“嫦娥”月球探测卫星的成功发射，第一步接近成熟；第二步中太空机器人登月计划中的太空机器人应该能在月球上自主行驶，进行相关探测。
因此对于我国来说，类似于美国“勇气”号和“机遇”号火星车的智能车技术研究也显得迫在眉睫。
目前，城市交通的安全问题己引起各国政府有关部门的高度重视和全民的关注，专家、学者在分析城市交通事故的原因时，普遍认为事故原因主要包括：人员素质、运输车辆、道路环境和管理法规等四个方面，而车辆性能的提高即研发高性能的智能汽车是其中很重要的一个环节。
美国研究认为，包括智能汽车研究在内的智能运输系统对国家社会经济和交通运输有着巨大的影响，其意义和价值在于：大量减少公路交通堵塞和拥挤，降低汽车的油耗，可使城市交通堵塞和拥挤造成的损失分别减少25％-40％左右，大大提高了公路交通的安全性及运输效率，促进了交通运输业的繁荣发展。
通过智能汽车的进一步研究与发展，将使汽车变得“聪明”起来，从根本上改变现行汽车的信息采集处理、信息交换、行车导航与定位、车辆控制、汽车安全保证等技术方案与体系结构。
驾驶智能汽车在很大程度上可减轻驾驶员的负担和提高交通安全性，若配合城市交通控制系统，实现合理分配交通流，实现交通顺畅，甚至可实现智能汽车单片机智能循迹小车毕业论文 2 的自动驾驶。
正是基于上述优点，国际上正在形成包括智能汽车在内的智能车辆研究、设计与开发的热潮。
随着汽车工业的迅速发展，关于汽车的研究也就越来越受人关注。
全国电子大赛几乎每次都有智能小车这方面的题目，全国各高校也都很重视该题目的研究。
可见其研究意义很大。
本设计就是在这样的背景下提出的。
设计的智能小车能够实时显示速度、状态，具有自动寻迹功能。
本文基于单片机控制的设计思想, 选用廉价的光电反射传感器, 采用专用电机驱动芯片驱动电机, 通过PWM调速, 从而达到智能控制的目的, 实现了小车的智能寻迹, 整个系统功能全面在我国，吉林大学智能车辆课题组长期从事智能车辆自主导航机理及关键技术研究。
中国第一汽车集团公司和国防科技大学机电工程与自动化学院于2003年7月研制成功我国第一辆自主驾驶轿车。
另外，我国清华大学、北京理工大学等单位也正在研发智能车辆。
汽车自主驾驶技术是集模式识别、智能控制、计算机科学和汽车操纵动力等多门学科于一体的综合性技术，汽车自主驾驶功能水平的高低常被用来作为衡量一个国家控制技术水平的重要标准之一。
智能车辆的相关技术，也将促进轮式机器人的研究。
智能小车，也就是轮式机器人，最适合在那些人类无法工作的环境中工作，该技术可以应用于无人驾驶机动车，无人生产线，仓库，服务机器人等领域。
以下列举了机器人的一些应用，所有这些用途正逐步渗入到工业和社会的各个层面：在产品检测方面，对零部件、线路板及其它类似产品的检测是机器人比较常见的应用。
一般说来，检测系统中还集成有其他一些设备，它们是视觉系统、X射线装置、超声波探测仪或其他类似仪器。
在瓦斯、地压检测方面，瓦斯和冲击地压是井下作业中的两个不安全的自然因素，一旦发生突然事故，是相当危险和严重的。
但瓦斯和冲击地压在形成突发事故之前，都会表现出种种迹象，如岩石破裂等。
采用带有专用新型传感器的移动式机器人，连续监视采矿状态，以便及早发现事故突发的先兆，采取相应的预防措施。
在智能轮椅领域，随着社会的发展和人类文明程度的提高，人们特别是残疾人愈来愈需要运用现代高新技术来改善他们的生活质量和生活自由度。
智能轮椅主要有口令识别与语音合成、机器人自定位、动态随机避障、多传感器信息融合、实时自适应导航控制等功能。
在危险环境下，机器人非常适合在危险的环境中使用。
在这些险恶的环境下工作，人类必需采取严密的保护措施。
而机器人可以进入或穿过这些危险区域进行维护和探测工作，且不需要得到像对人一样的保护。
在水下、太空及远程环境下，机器人也可以用于水下、太空及远程的服务和探测。
虽然尚没有人被送往火星，但已有许多太空漫游车在火星登陆并对火星进行探测。
如美国的“勇气”号和“机遇”号的主要任务是在火星上探水，它们已分别在其着陆区域附近找到火星上过去曾有过水的证据。
在智能车辆领域，智能小车自动行驶功能的研究将有助于智能车辆的研究。
智能车辆驾驶任务的自动完成将给人类社会的进步带来巨大的影响，例如能切实提高道路网络的利用率、降低车辆的燃油消耗量，尤其是在改进道路交通安全等方面提供了新的解决途径。
人类在认识自然、改造自然、推动社会进步的过程中，不断地创造出各种各样为人类服务的工具，其中许多具有划时代的意义。
作为20世纪自动化领域的重大成就，机器人已经和人类社会的生产、生活密不可分。
因此为了使智能小车工作在最佳状态，进一步研究及完善其速度和方向的控制是非常有必要的。
根据题目的要求，确定如下方案：在小车底盘上，加装光电传感器，实现对小车的速度、运行状况的实时测量，并将测量数据传送至单片机进行处理，然后由单片机根据所检测的各种数据实现对小电动车的智能控制。
第一章绪论1.1智能小车的背景智能小车作为现代的新发明，是以后的发展方向，他可以按照预先设定的模式在一个环境里自动的运作，不需要人为的管理，可应用于科学勘探等等的用途。
智能小车能够实时显示时间、速度、里程，具有自动寻迹、寻光、避障功能，可程控行驶速度、准确定位停车，远程传输图像等功能。
智能循迹小车是一种基于单片机控制的简易自动寻迹小车系统，包括小车系统构成软硬件设计方法。
小车以AT89C51 为控制核心, 用单片机产生PWM波，控制小车速度。
利用红外光电传感器对路面黑色轨迹进行检测,并将路面检测信号反馈给单片机。
单片机对采集到的信号予以分析判断,及时控制驱动电机以调整小车转向,从而使小车能够沿着黑色轨迹自动行驶,实现小车自动循迹寻迹的目的。
其技术关键是单片机对传感器的控制及对其反馈信息处理后对电机的精确控制。
我们在车身上安装了红外传感器，动作指示灯，以及反应小车运行时间的计时显示模块。
小车的每一个动作都会有相应的指示灯。
1，小车能够灵敏检测路面情况并做出准确的判断。
2，小车采用前轮驱动，前轮左右两边各有一个电机驱动，通过调整前面两个轮子的转速启停而达到控制转向的目的，后轮是万向轮起支撑的作用，将循迹传感器装在车体的中间和左右轮前，当车身左边的传感器检测到黑线时，主控芯片控制左轮减速，车身向左修正。
当车身右边的传感器检测到黑线时，主控芯片控制右轮减速，车身向右修正。
从而实现循迹功能。
3，对的各个不同的运动速度和方向，小车都有相应的指示灯显示。
4，小车能够自动记录运行时间，并利用数码管进行显示。
5，核心控制部分采用可在线编程的89S51单片机，可以在不增加系统硬件的情况下方便地对系统进行二次开发。
具有很好的拓展功能1.2智能小车的现状现智能小车发展很快，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、寻光入库库、避崖等基本功能，这几节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。
本文介绍了一种基于51单片机的小车寻迹系统。
该系统采用四组高灵敏度的光电对管，对路面黑色轨迹进行检测，并利用单片机产生PWM波，控制小车速度。
测试结果表明，该系统能够平稳跟踪给定的路径。
整个系统基于普通玩具小车的机械结构，并利用了小车的底盘、前后轮电机及其自动复原装置，能够平稳跟踪路面黑色轨迹运行。
第二章设计方案2.1、设计任务要求：（1）车辆从起跑线出发，开始直线行走一段时间。
当遇到黑线时，小车自动检测黑线并沿着黑线自动行进。
黑线走完之后，直线行走。
然后遇到障碍物，通过检测障碍物离自己的距离来判断自己是前进、后退还是左转、右转，最终达到绕过障碍物的目的。
（2）小车能够自动记录，自动显示行驶时间，从而判断是否符合要求。
（1602必须安装在小车上）。
2.2 方案的选择（1）小车控制单元的选择主控部分是整个小车的大脑，是整个小车运行的核心部件，起着控制小车所有运行状态的作用。
通常选用单片机作为小车的核心控制单元，本文以STC公司的STC89c52单片机为例予以介绍。
STC89c52是一款拥有8K RAM、32 个I/O 口的单片机，它还拥有丰富的处理功能，为小车的功能扩展提供了相当大的空间，只要按照该单片机的要求对其编制程序就可以实现很多不同的功能。
此外，STC是国产单片机，价格便宜，性价比更高。
(2)小车驱动单元的选择小车驱动电机一般不使用现成的玩具小车上的配套直流电机，而使用减速电机，因为其驱动力更强，优于普通直流电机。
考虑到小车必须能够前进、倒退、停止，并能灵活转向，在左右两轮各装一个电机分别进行驱动。
当左轮电机转速高于右轮电机转速时小车向右转，反之则向左转。
为了能控制车轮的转速，可以采取PWM调速法，即由单片机的IOB8、IOB9输出一系列频率固定的方波，再通过功率放大来驱动电机，在单片机中编程改变输出方波的占空比就可以改变加到电机上的平均电压，从而可以改变电机的转速。
左右轮两个电机转速的配合就可以实现小车的前进、倒退、转弯等功能。
用单片机控制电机的时候，需要加驱动电路，为电机提供足够大的驱动电流。
使用不同的电机，其驱动电路也不同，我们应该根据实际需求选择合适的驱动电路，通常有以下几种方案：方案1：用三极管电流放大驱动电路。
三极管是一种常见的电子元器件，价格便宜，也很实用。
但是，它仅能驱动单个单片机并且要求所驱动电流不大，而且用三极管搭建驱动电路也很麻烦。
方案2：用电机的专用芯片来驱动电机。