智能循跡小車設計

開題報告電氣工程及其自動化

智能循跡小車設計一、 課題研究意義及現狀普堯勒機器人是由美國國防部高級項目計劃局主持并出資予以開發(fā)的高技術軍事裝備，研制單位則由“美國機器人防衛(wèi)系統(tǒng)公司”承擔。普堯勒機器人大小和一輛輕型卡車差不多但它和山活人駕駛員控制的卡車不一樣，它可以自主地利用其視覺定位系統(tǒng)，對敵方來襲坦克，裝甲車和其他移動目標進行判別與定位，然后可以在力所能及的范圍內實施攻擊。普堯勒還可以攜帶不同的設備,以完成對敵偵察，向前線運送給養(yǎng)等任務。它在行進中還可以幫助上級與下級之間進行戰(zhàn)地聯絡，為前線指揮機構與后方大本營之間保持通暢的通信聯絡提供一條不間斷的中繼樞紐。1973年1月8日發(fā)射月球21號，把月球車2號送上月面考察取得更多成果。最后一個月球24號探測器于1976年8月9日發(fā)射，8月18日在月面危海軟著陸，鉆采并帶回170克月巖樣品。至此，前蘇聯對月球的無人探測宣告完成，人們對月球的認識更加豐富和完整了。2010年10月1日，嫦娥二號發(fā)射成功。此刻根據嫦娥工程計劃，第二期工程圓滿完成。第三期計劃也將在2011至2020年拉開序幕，而第三期計劃最重要的任務就是研制和發(fā)射新型軟著陸月球巡視車，并對月球表面進行巡視勘察。2002年美國iRobot公司推出了吸塵器機器人Roomba，它能避開障礙，自動設計行進路線，還能在電量不足時，自動駛向充電座。Roomba是目前世界上銷量最大、最商業(yè)化的家用機器人。根據美國玩具協(xié)會的調查統(tǒng)計，2006美國智能玩具市場規(guī)模至少300億美元，而全球這一市場規(guī)模更是高達600億美元。而且這一數字還在增長。就2003與2004年相比，智能玩具的銷量增長就達到52%。與此同時，英國玩具零售商協(xié)會選出的2005年圣誕最受歡迎的十大玩具中，7款就是智能玩具[1]從這些數字可以看出，高科技含量的電子互動式玩具已經成為玩具行業(yè)發(fā)展的主流。高科技含量電子玩具蒸蒸日上。二、 課題研究的主要內容和預期目標本設計要求采用51單片機作為核心控制器，進行循跡小車的控制。設計目標（1） 通過匯編語言對單片機編程實現控制電機運轉。（2） 通過紅外傳感器來檢測地面黑線狀況控制小車轉動。（3） 通過調節(jié)給定參數實現對小車前進、后退、轉彎的控制。（4） 能夠在給定時間內在給定路線上行進并避開障礙物。設計的具體內容（1） 設計單片機的最小系統(tǒng)。（2） 設計直流電機驅動模塊及其編程。（3） 設計無線遙控模塊及其編程。（4） 設計語音控制模塊及其編程。（5） 設計小車紅外循跡模塊及其編程。（6） 設計小車紅外避障模塊及其編程。三、課題研究的方法及措施系統(tǒng)設計框圖（1） 采用AT89S51單片機作為主控制器。（2） 用3節(jié)鋰電池給直流電機供電，用兩節(jié)鋰電池經7805降壓、穩(wěn)壓后給單片機系統(tǒng)和其他芯片供電。（3） 用紅外對管和紅外故障檢測傳感器分別進行尋跡和避障。（4） L293作為直流電機的驅動芯片。整個電路系統(tǒng)分為控制器模塊、電源模塊、尋跡傳感器模塊、紅外壁障模塊、直流電機及其驅動模塊、電壓比較模塊等模塊構成。利用紅外對管和紅外故障檢測感應器對路面信號進行檢測，經過比較器處理之后，送給AT89S51控制模塊進行實時控制，輸出相應的信號給驅動芯片驅動電機轉動，從而控制整個小車的運動。四、課題研究進度計劃第一階段（自2010年10月20日至2010年12月3日）：分析任務，收集資料，系統(tǒng)總體方案設計，完成開題報告、文獻綜述、外文翻譯。第二階段（自2010年12月4日至2011年1月4日）：設計各模塊電路并進行逐一仿真、調試。（自2011年1月4日至2011年2月14日）：對程序算法研究及軟件程序設計。（自2011年2月15日至2011年3月14日）：撰寫設計報告與論文。第三階段（自2011年3月15日至2010年4月15日）：算法完善，論文修改，制作PPT，準備答辯。五、參考文獻江志紅.51單片機技術與應用系統(tǒng)開發(fā)案例精選[M].北京：清華大學出版社，2008,12.楊永才，何國興，馬軍山.光電信息技術[M].上海:東華大學出版社，2009,4.張記龍.光電信息技術與應用[M].北京：國防工業(yè)出版社，2008,8.梅遂生，楊家德.光電子技術-信息準備的新秀[M].北京：國防工業(yè)出版社，1999,9.朱京平.光電子技術基礎[M].北京：科學出版社，2009,1.王慶有，光電技術[M].北京：電子工業(yè)出版社，2005,4.周四春，吳建平，祝忠明等.傳感器技術與工程應用[M].北京：原子能出版社，2007,9.俞志根等.傳感器與檢測技術（第二版）[M].北京：科學出版社，2010，6.WohltjenH.,Sensors&Actuators[M],5（1984）307.劉篤仁，韓保君，劉勒.傳感器原理及應用技術（第二版）[M].西安：西安電子科技大學出版社，2009，4.楊永才，何國興，馬軍山.光電信息技術[M].上海:東華大學出版社，2009,4.王海晏.光電技術原理及應用[M].國防工業(yè)出版社，2008,8.靳會清.熱釋電紅外傳感器原理及應用[J].煤炭技術，2008,8，27（8）:1-2劉宗新，王丹偉，張迪超，徐世錄.紅外傳感技術的軍事應用與分析[J].紅外與激光工程,2007,9,36（9）:600-605KirchnerovaJ.,BaleC.W.,SkeaffJ.M.Sensors&ActuatorsB[M],1990,