智能跟隨小車

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上本科生科研創(chuàng)新基金項(xiàng)目申請(qǐng)書項(xiàng)目名稱： 智能跟隨小車的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 申請(qǐng)人： 張凱 所 學(xué) 專 業(yè)： 電子信息科學(xué)與技術(shù) 申 請(qǐng) 人 電 話： 申請(qǐng)人電子信箱： zhk 指 導(dǎo) 教 師： 張文霞 導(dǎo)師所在系部： 電子信息工程系 填表日期： 2013.9.25 一、 項(xiàng)目申請(qǐng)人情況申請(qǐng)人姓名張凱性別男民族漢出生日期1992.3.21所在教學(xué)系電子信息工程系專業(yè)、年級(jí)電子信息科學(xué)與技術(shù)2011級(jí)項(xiàng)目名稱智能跟隨小車的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目類型（） 科技開發(fā) （）應(yīng)用研究 （ ）基礎(chǔ)研究項(xiàng)目實(shí)施時(shí)間起始時(shí)間： 2013 年 9 月 完成時(shí)間： 2015 年 3 月申請(qǐng)人通訊地址內(nèi)蒙古

2、大學(xué)鄂爾多斯學(xué)院移動(dòng)電話1.申請(qǐng)人參加科研工作的經(jīng)歷自何年月至何年月參加的項(xiàng)目擔(dān)任的工作2.申請(qǐng)人入校以來的主要專業(yè)必修課成績(jī)課程名稱類別學(xué)分成績(jī)課程名稱類別學(xué)分成績(jī)高等數(shù)學(xué)686模擬電路479數(shù)字電路484高頻電子線路486信號(hào)與系統(tǒng)474電磁場(chǎng)與電磁波4843.申請(qǐng)人入學(xué)以來的獲獎(jiǎng)情況獲獎(jiǎng)名稱獲獎(jiǎng)等級(jí)獲獎(jiǎng)時(shí)間授予單位獎(jiǎng)學(xué)金三等11-12學(xué)年內(nèi)蒙古大學(xué)優(yōu)秀學(xué)生干部11-12,12-13學(xué)年內(nèi)蒙古大學(xué)4.項(xiàng)目組其他成員（不包括導(dǎo)師）姓名姓別年級(jí)系別專業(yè)分工簽名李永明男2011電子信息工程系電子信息科學(xué)與技術(shù)軟件開發(fā)喬良男2011電子信息工程系電子信息科學(xué)與技術(shù)軟件開發(fā)、驅(qū)動(dòng)開發(fā)于洪興男2011

3、電子信息工程系電子信息科學(xué)與技術(shù)硬件開發(fā)董仕卿男2011電子信息工程系電子信息科學(xué)與技術(shù)軟件開發(fā)二、 申請(qǐng)人對(duì)研究項(xiàng)目簡(jiǎn)要說明（一）立論依據(jù)（項(xiàng)目的研究意義、擬研究問題的國內(nèi)外現(xiàn)狀分析、所涉及的學(xué)科領(lǐng)域、科學(xué)價(jià)值）本項(xiàng)目研究意義:目前，設(shè)計(jì)出具有智能化的產(chǎn)品已經(jīng)成為商家開發(fā)產(chǎn)品的目標(biāo)之一，也是學(xué)生課外科技活動(dòng)的熱點(diǎn)之一；其中，專門針對(duì)具有自主巡線功能的智能小車的設(shè)計(jì)更是數(shù)不勝數(shù).但大多數(shù)智能巡線小車只是完成了“智能化”所要求的各部分的功能，在小車跟隨性方面考慮較少。此項(xiàng)目注重要求小車跟隨主人的智能性。當(dāng)你下了飛機(jī)，面對(duì)一個(gè)智能跟隨的小車載著行李跟你走，是否覺得舟車勞累的神經(jīng)有一些舒暢。當(dāng)你走進(jìn)

4、琳瑯滿目的超市，有這樣一個(gè)只能跟隨的小車滿載著你選購的物品跟隨在身邊，不再覺得陪女友逛街是在做兼職苦力。當(dāng)上了年歲的老人，陪伴伴侶散步，不再需要推輪椅，而是自動(dòng)跟隨移動(dòng)。智能跟隨小車將很好的解決這類問題，把行李放在小車上，讓智能跟隨小車自動(dòng)跟隨主人。應(yīng)用范圍較廣，比如超市購物車，賓館、旅店、辦公室、醫(yī)院的人力推車，運(yùn)輸系統(tǒng)的行李提取運(yùn)輸車等等。國內(nèi)外現(xiàn)狀： 現(xiàn)在,在國內(nèi)市場(chǎng)上暫時(shí)還沒有具有跟隨性的載物小車出現(xiàn)。而在國外，有一款最接近的產(chǎn)品，叫做“高爾夫球童車”。因?yàn)樵趪夂芏嗳藭?huì)打高爾夫，國外的人力球童是很貴的，因而這個(gè)設(shè)計(jì)有市場(chǎng)。而在中國，打高爾夫的人少之又少，能去買專業(yè)的球通車的就更加少了

5、。 因而此產(chǎn)品在中國的網(wǎng)絡(luò)上搜到的資料很少，沒有中國的銷售商。此外，中國具有跟隨性的產(chǎn)品，主要都是有軌機(jī)械跟隨，用于工廠的各類生產(chǎn)機(jī)車的一部分，或是比賽場(chǎng)的有軌跟隨拍攝車，并沒有實(shí)際針對(duì)餐廳、旅館、機(jī)場(chǎng)、超市等大眾場(chǎng)合，或家庭個(gè)人的產(chǎn)品。技術(shù)上做到跟隨并不難，但是沒有應(yīng)用到生活中的產(chǎn)品方向?；陂L(zhǎng)時(shí)間對(duì)智能小車的不斷開發(fā)，小車的自動(dòng)壁障、自動(dòng)化設(shè)計(jì)都已經(jīng)很純熟，設(shè)計(jì)的資源共享度很高。對(duì)于開發(fā)新型跟隨性智能小車技術(shù)上有保障。 科學(xué)價(jià)值: 這款智能跟蹤小車，具有反應(yīng)迅速，定位準(zhǔn)確，實(shí)時(shí)跟蹤的特點(diǎn)。本設(shè)計(jì)使用的核心技術(shù)成熟，成本低廉，便于推廣。從它本身具有的特性來看，可以運(yùn)用于生活的許多場(chǎng)合下，比如

6、機(jī)場(chǎng)的乘客行李搬運(yùn)，大型商場(chǎng)的職能購物車，還有大型車間中設(shè)備檢驗(yàn)人員的工具搬運(yùn)等多種場(chǎng)合，它能很好的解放我們的雙手。如果該產(chǎn)品批量生產(chǎn)的話，成本將大大降低，可以方便的進(jìn)入市場(chǎng)。因?yàn)槟壳斑€沒有同類產(chǎn)品的出現(xiàn)，所以具有廣闊的市場(chǎng)前景，具有可觀的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。（二）研究目標(biāo)、主要內(nèi)容、主要方法及擬解決的關(guān)鍵問題研究目標(biāo)：利用單片機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行智能跟隨小車系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，包括硬件設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)。主要內(nèi)容：1)傳感器的使用:通過紅外或超聲波傳感器，定位目標(biāo)的方位和距離來確定目標(biāo) 的與模型的相對(duì)位置，檢測(cè)前方是否有障礙物和模型是否可以通過。2)電力拖動(dòng)系統(tǒng)控制:通過電機(jī)傳動(dòng)實(shí)現(xiàn)購物車移動(dòng)、剎車。用兩個(gè)直流電

7、機(jī)帶動(dòng)輪子的軸進(jìn)行四輪驅(qū)動(dòng),用步進(jìn)電機(jī)控制模型的剎車與換向。3)信息處理:采用普通51單片機(jī)不一定能實(shí)現(xiàn)同時(shí)對(duì)多個(gè)信號(hào)的處理，因此可以采用多個(gè)單片機(jī)和ARM11單片機(jī)協(xié)同處理，分成信息信號(hào)收集模塊，信息處理模塊（包括接收到的信號(hào)信息分析、目標(biāo)的位置與距離計(jì)算、行動(dòng)路線分析、制動(dòng)信息的處理），制動(dòng)模塊。4)行走路線:（1）采用走迷宮的方式，首先確定目標(biāo)的與模型的相對(duì)位置與距離，然后對(duì)模型當(dāng)前周圍的環(huán)境進(jìn)行判斷，分析那個(gè)路口可以通向目標(biāo)，最終靠近目標(biāo)。（2）把當(dāng)前環(huán)境下（如超市）的地圖與路線信息寫入儲(chǔ)存器，記錄下來，根據(jù)地圖路線來選擇最佳可行路線尋找靠近目標(biāo)。5)無線電的使用:無線控制已經(jīng)很成熟，

8、通過學(xué)習(xí)無線電的技術(shù)和方法，利用其在數(shù)字信息傳播方面的可靠性來實(shí)現(xiàn)模型和小車間的信息傳遞（發(fā)送跟隨或駐留命令）。主要方法：1)利用傳感器使模型能夠定位目標(biāo)。2)使用電機(jī)實(shí)現(xiàn)對(duì)模型的運(yùn)動(dòng)與制動(dòng)控制。3)采用高性價(jià)比的ARM作為主處理器與51單片機(jī)協(xié)同處理實(shí)現(xiàn)信息的分析、處理、計(jì)算。4)模型能夠根據(jù)當(dāng)前周圍環(huán)境做出正確的行進(jìn)路線。5)利用無線電實(shí)現(xiàn)目標(biāo)對(duì)模型的命令傳送。擬解決的關(guān)鍵問題 ：1）節(jié)能平臺(tái)的設(shè)計(jì)，盡可能采用輕巧實(shí)用材料，機(jī)身采用鋁材料，選擇適合芯片，增大工作效率； 2）精準(zhǔn)定位跟隨，為了保證小車的運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定和控制精度，需要十分精確的定位系統(tǒng)和定位算法。3）自動(dòng)避障，利用紅外線傳感器及超聲

9、波傳感器躲避障礙物。（三）研究方案和進(jìn)度安排（計(jì)劃、技術(shù)路線、人員分工、實(shí)施步驟等）計(jì)劃：2013.9 - 2014.1 確定研發(fā)方案，實(shí)現(xiàn)開題報(bào)告；2014.1 - 2014.7 硬件設(shè)計(jì)完成，軟件基本功能開發(fā)完畢，樣機(jī)完成；2014.7 - 2015.1 樣機(jī)產(chǎn)品化，系統(tǒng)測(cè)試，修改，完善；2015.1 - 2015.3 撰寫研究論文和總結(jié)報(bào)告。技術(shù)路線：1)研究紅外線和聲波傳感器的探測(cè)與定位技術(shù)，用紅外線和聲波越障或定位。2)利用電機(jī)拖動(dòng)技術(shù)來實(shí)行設(shè)備的運(yùn)動(dòng)與制動(dòng)。3)通過多方調(diào)試實(shí)現(xiàn)功能完善。人員分工：硬件開發(fā)：張凱，于洪興軟件開發(fā)：李永明，董仕卿，喬良驅(qū)動(dòng)開發(fā)：?jiǎn)塘?，張凱實(shí)施步驟：1）

10、調(diào)研，對(duì)研究?jī)?nèi)容涉及到的主要技術(shù)難題進(jìn)行調(diào)查研究。深入了解小車的控制、 驅(qū)動(dòng)、電源的工作方式，并對(duì)其硬件配置和軟件編程做一個(gè)較全面的了解，對(duì)比市面上現(xiàn)有的類似產(chǎn)品的功能，確定功能及創(chuàng)新點(diǎn)。2）進(jìn)行定位，通過調(diào)研對(duì)產(chǎn)品有了更深一步的了解，并對(duì)產(chǎn)品做出準(zhǔn)確定位， 確定整體功能，包括自動(dòng)跟隨、繞行、負(fù)重，室內(nèi)室外使用范圍，不同路況的使用范圍，對(duì)應(yīng)生產(chǎn)不同型號(hào)的產(chǎn)品。3）對(duì)整個(gè)硬件系統(tǒng)間的聯(lián)系有一個(gè)深入的了解，對(duì)各儀器、芯片進(jìn)行對(duì)比、綜合分析，對(duì)芯片的容量、處理速度及芯片的功能、優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行綜合比較后確定合適的芯片。綜合分析各種其他材料，確定最合適材料，減低成本。4）完成樣機(jī)，并在調(diào)試中完善，最后出作品

11、。（四）研究工作已有基礎(chǔ)條件（研究成員的知識(shí)條件，研究興趣，相關(guān)經(jīng)歷及開展本項(xiàng)目的基礎(chǔ)）知識(shí)條件:研究成員都是本科大學(xué)生，對(duì)所學(xué)課程有很好的了解和掌握，并可以熟練的應(yīng)用。所學(xué)習(xí)的課程有傳感器與檢測(cè)技術(shù)、微型計(jì)算機(jī)原理與接口技術(shù)、單片機(jī)原理及接口技術(shù)都為實(shí)現(xiàn)該項(xiàng)目打下了良好的技術(shù)及知識(shí)基礎(chǔ)。研究興趣:研究成員都對(duì)當(dāng)前的各種電子產(chǎn)品有濃厚的興趣,對(duì)電子產(chǎn)品的結(jié)構(gòu),原理,發(fā)展前景以及制作過程都進(jìn)行過細(xì)心的學(xué)習(xí)和研究。（五）項(xiàng)目特色與創(chuàng)新點(diǎn)（原始創(chuàng)新：重大科學(xué)發(fā)現(xiàn)、技術(shù)發(fā)明；集成創(chuàng)新：融合多種相關(guān)技術(shù)，形成新產(chǎn)品、新產(chǎn)業(yè)；引進(jìn)消化吸收再創(chuàng)新：在引進(jìn)國內(nèi)外先進(jìn)技術(shù)的基礎(chǔ)上，學(xué)習(xí)、分析、借鑒，形成具有自主

12、知識(shí)產(chǎn)權(quán)的新技術(shù)）集成創(chuàng)新：本設(shè)計(jì)的創(chuàng)新之處在于它能根據(jù)人們的要求定位顧客然后自動(dòng)靠近并跟隨顧客或暫時(shí)駐留某地?？梢宰岊櫩偷氖种心蒙掀渌匾臇|西，或可以干其他的事情，提高顧客在市場(chǎng)購物的購物效率和新的體驗(yàn)，吸引顧客增加消費(fèi)，為顧客減輕負(fù)擔(dān)。（六）預(yù)期成果（研究論文、設(shè)計(jì)、專利、產(chǎn)品、鑒定、推廣應(yīng)用等）1、產(chǎn)品原型一個(gè)；1）定位顧客位置然后靠近顧客，并時(shí)時(shí)跟隨顧客運(yùn)動(dòng)；2）讓購物車暫時(shí)駐留某地，讓購物車跟隨顧客轉(zhuǎn)到1所述模式。2、研究論文一篇。三、申請(qǐng)資助金額和經(jīng)費(fèi)預(yù)算項(xiàng)目經(jīng)費(fèi)資金總額及來源（單位：元）共計(jì)（元）基金資助（元）系部配套資金（元）自籌經(jīng)費(fèi)（元）590030002900預(yù)算支出科目支出金額（元）預(yù)算根據(jù)及理由1.調(diào)研費(fèi)1000去相關(guān)院校調(diào)研所花費(fèi)用2.物品、資料費(fèi)1800購買所研究項(xiàng)目的基礎(chǔ)材料3.測(cè)試、分析費(fèi)900租用場(chǎng)地，購買調(diào)試工具4.復(fù)印、打印費(fèi)300打印所需資料5.論文版面費(fèi)1200每人一份論文6.其它700未預(yù)想到的差錯(cuò)所要花的費(fèi)用四、指導(dǎo)教師簡(jiǎn)況及工作姓名張