循迹避障智能小车设计课件
《自动循迹小车》课件
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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
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
智能循迹避障小车设计课件
目录摘要 (2)绪论 (2)2方案设计与论证 (3)2.1 主控系统 (3)2.2 电机驱动模块 (4)2.3 循迹模块 (5)2.4 避障模块 (6)2.5 机械系统 (7)2.6电源模块 (7)3硬件设计 (7)3.1总体设计 (7)3.2驱动电路 (8)3.3信号检测模块 (9)3.4主控电路 (10)4 软件设计 (12)4.1主程序模块 (12)4.2电机驱动程序 (12)4.3循迹模块 (13)4.4避障模块 (15)结束语 (19)致谢 (19)参考文献 (19)智能循迹避障小车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1 绪论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。
随着科学技术的发展，机器人的感觉传感器种类越来越多，其中视觉传感器成为自动行走和驾驶的重要部件。
视觉的典型应用领域为自主式智能导航系统，对于视觉的各种技术而言图像处理技术已相当发达，而基于图像的理解技术还很落后，机器视觉需要通过大量的运算也只能识别一些结构化环境简单的目标。
视觉传感器的核心器件是摄像管或CCD，目前的CCD已能做到自动聚焦。
但CCD传感器的价格、体积和使用方式上并不占优势，因此在不要求清晰图像只需要粗略感觉的系统中考虑使用接近觉传感器是一种实用有效的方法。
机器人要实现自动导引功能和避障功能就必须要感知导引线和障碍物，感知导引线相当给机器人一个视觉功能。
避障控制系统是基于自动导引小车（AVG—auto-guide vehicle）系统，基于它的智能小车实现自动识别路线，判断并自动避开障碍，选择正确的行进路线。
智能寻迹避障小车寻迹系统设计
智能寻迹避障小车寻迹系统设计文档编制序号：[KKIDT-LLE0828-LLETD298-POI08]第二章智能寻迹避障小车寻迹系统设计1．任务任务一：产生智能寻迹避障小车沿黑线转圈的控制程序；任务二：产生智能寻迹避障小车带状态显示沿黑线转圈的控制程序；2．要求（1）能控制智能寻迹避障小车沿黑线实现转圈功能；（2）行走过程中小车一直压着黑线走，不得冲出黑线圆圈之外或之内；（3）智能寻迹避障小车可以从小于90度的任意方向寻找到黑线圆圈；项目描述该项目的主要内容是：在智能寻迹避障小车电机控制系统之上扩展寻迹电路，然后运用C语言对系统进行编程，使智能寻迹避障小车实现沿黑线转圆圈的功能，并且在行走过程中小车一直压着黑线走，不得冲出黑线圆圈之外或之内；当人为将小车拿开，再从小于90度的任意方向放置小车，小车应能重新找回轨道，并沿黑线继续转圈。
通过该项目的学习与实践，可以让读者获得如下知识和技能：继续掌握单片机I/O端口的应用；掌握红外线收、发对管的工作原理与控制方法；掌握数码管的工作原理与控制方法；掌握单片机C语言的编程方法与技巧；能够编写出智能寻迹避障小车沿黑线实现转圈功能的控制函数；必备知识2.1.1 关于红外线传感器红外线定义：在光谱中波长自至400微米的一段称为红外线，红外线是不可见光线。
所有高于绝对零度（℃）的物质都可以产生红外线。
现代物理学称之为热射线。
医用红外线可分为两类：近红外线与远红外线。
红外线发射器：红外线发射管在LED封装行业中主要有三个常用的波段，如下850NM、875NM、940NM。
根据波长的特性运用的产品也有很大的差异，850NM波长的主要用于红外线监控设备，875NM主要用于医疗设备，940NM波段的主要用于红外线控制设备。
如：红外线遥控器、光电开关、光电计数设备等。
红外线对管应用：本项目中，小车的寻迹功能采用红外线收、发对管实现。
具体工作过程如下：两对红外线收、发对管安装在智能寻迹避障小车底盘正前方，红外发射管一直发射信号，接收管时刻准备接收信号。
无线遥控循迹壁障智能小车ppt
单击添加副标题
组长： 组员：
自制遥控器控制选择小车的运动方式
其他功能
用LCD显示相关信息
小车应具有自动寻迹功能
遥控器可以方便灵活的控制小车的前进、 转弯、加速等
壁障功能
设计任务
系统总体方框图
主控制模块
01
电机驱动模块
02
循迹检测模块
03
红外壁障模块
04
无线控制模块
05
电源模块
06
LCD显示模块
07
功能模块
主控制模块
用两片STC89C52单片机作为主控芯片，其中一片控制红外循迹，红外寻光，红外避障等模块检测，另一片用于无线遥控小车，根据按键向小车控制模块发送控制信号。能使两片单片机分别工作，避免了一片单片机工作程序太大而容量不足的缺点。
主控制模块
电机驱动模块
采用专用芯片L298N作为电机驱动芯片 电机驱动电路
电机驱动模块
P1.4
P1.5
P1.6
P1.7
小车状态
0
1
0
1
前进
1
0
1
0
后退
0
1
1
0
左转
1
0
0
1
右转
循迹检测模块
利用红外线发射管发射红外线，红外线二极管进行接收，再用运算放大器LM324对信号进行放大调整。其基本原理是：红外光线照射到路面并反射，由于黑线和白纸的反射系数不同，可根据接收到得反射光强转换为电信号，判断是否在循迹行驶。
调用无线程序
开始
N
无线控制模块
电源模块
可产生9V和5V电源，9V电源用于驱动电机，5V电源用于单片机和外围电路供电。
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
【推选文档】智能循迹小车PPT
• 1 、主控模块。 本轨迹为8字形的轨道。
小车启动电源后由起点出发,完成自动循迹任务,如遇障碍物能自动停止。 、分别为前进驱动的控制端。
• 2 、电机驱动模块。 本设计采用单片机（89C51）作为小车的传感器信号接收与处理，即控制核心，循迹黑线用放射式红外传感器GFK106，利用PWM技术动态控制小
小车启动电源后由起点出发,完成自动循迹任务,如遇障碍物能自动停止。 光线照射到物体并返回，由于物体的反射系数不同，可根据接收到的反射光强弱判断是否有黑线或是障碍物。
• 、分别为前进驱动的控 本车探测能力较强,可直接对铺设路面的黑带和障碍物进行探测.
小车启动电源后由起点出发,完成自动循迹任务,如遇障碍物能自动停止。
车的速度，实现智能控制。
• 3 、信号采集模块。 4． 控制小车电路电源与电动机电源光电隔离，信号经过光隔传输;
、分别为前进驱动的控制端。 本轨迹为8字形的轨道。 本轨迹为8字形的轨道。
主控模块
• 采用AT89C51作为核 光线照射到物体并返回，由于物体的反射系数不同，可根据接收到的反射光强弱判断是否有黑线或是障碍物。
(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
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]。
基于51单片机的循迹避障小车的设计ppt课件
复位电路
时钟电路
时钟电路是用来产生AT89C51单片机工 作时所必须的时钟信号，AT89C51本身就是 一个复杂的同步时序电路，为保证工作方式 的实现，AT89C51在唯一的时钟信号的控制 下严格的按时序执行指令进行工作，时钟的 频率影响单片机的速度和稳定性。
系统程序流程设计
本智能小车通过实时检测各个模 块传感器的输入信号，利用红外对 管检测黑线实现寻迹,通过光电传 感器实现避障，把所有采集到的信 息送到主处理器，让小车做出正确 的行驶路线。小车的启动与停止， 均采用了声控模块，实现对小车的 声音控制，其程序流程图如图所示。
请多指教
我们系统采用内部时钟方式来为系统提 供时钟信号，如图所示。AT89C51内部有一 个用于构成振荡器的高增益反向放大器，该 放大器的输入输出引脚为XTAL1和XTAL2它们 跨接在晶体振荡器和用于微调的电容，便构 成了一个自激励振荡器。
时钟电路
循迹模块
小车循迹，采用红外检测的方法，红外 检测法是通过黑线和白色对红外线的吸收效 果不同，当红外光线射到白色底板时，会发 生漫反射反射到智能车的接受管上，而射到 黑线则会被吸收不会产生发射，智能车红外 接收管就接收不到。故，整个智能车通过红 外接收管是否接收到红外线来判断黑线和白 线的，从而实现循迹。但需要主要的是，红 外传感器的检测距离有限，一般在3cm之内。 红外光电传感器由1个红外发射管（发射器） 和1个光电二极管（接收器）所构成，循迹 示意图如图所示。
)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
《自动寻迹小车》课件
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