集合幾篇智能車文獻綜述(有51單片機的,飛思卡爾的)-資料下載頁

　　

【正文】 應用都是非常有意義而且有很高市場價值的[1]。智能小車，也稱輪式機器人，是一種以汽車電子為背景，涵蓋控制、模式識別、傳感技術、電子、電氣、計算機、機械等多科學的科技創意性設計，一般主要路徑識別、速度采集、角度控制及車速控制等模塊組成。一般而言,智能車系統要求小車在白色的場地上,通過控制小車的轉向角和車速,使小車能自動地沿著一條任意給定的黑色帶狀引導線行駛。[2]二．本課題的發展歷史、現狀及發展趨勢在80年代中期，設計和制造機器人的浪潮已席卷全球，世界上一些著名的公司開始研制移動機器人（此時的移動機器人的主要用作大學實驗室及研究機構的實驗平臺），并促進了移動機器人學多種研究方向的出現。90年代以來，以研制高水平的環境信息傳感器和信息處理技術、高適應性的移動機器人控制技術和真實環境下的規劃技術為標志，開展了移動機器人的更高層次的研究。現在機器人的應用越來越廣，種類也越來越多，但大體上可分為輪式機器人和足式機器人。智能小車就是輪式機器人中的一種，雖然是最基本的機器人雛形，但其中已包含了大部分功能，綜合國內外專家解釋，可普遍認為機器人一般是具有如下功能的機器：（1）動作機構具有類似于人或其他生物體某些器官（肢體、感官等）的功能； （2）有通用性，工作種類多樣，動作程序靈活易變；（3）有一定程度的智能，如記憶、感知、推測、決策和學習等； （4）有獨立性，完整的機器人系統在工作時不依賴于人的操縱。隨著人工智能技術、計算機技術、自動控制技術的迅速發展，智能控制必將迎來它的發展新時代。機器人領域近幾年有如下幾個發展趨勢：（1）性價比逐步提高，性能不斷提高（高速度、高精度、高可靠性、便于操作和維修），而單價不斷下降。（2）工業機器人控制系統向基于PC機的開放型控制器方向發展，便于標準化、網絡化。同時，器件集成度提高。從而，大大提高了系統的可靠性、易操作性和可維護性。（3）傳感器的作用日益重要，除傳統的位置、速度、加速度等傳感器外，視覺、聲覺、力覺、觸覺等多種傳感器的融合技術已用來進行環境建模及決策控制。（4）虛擬現實技術在機器人中的作用已從仿真、預演發展到用于過程控制，如使遙控機器人操作者產生置身于遠端作業環境中的感覺來操作機器人。（5）當代遙控機器人系統的發展特點不是追求全自治系統，而是致力于操作者與機器人的人機交互控制，即遙控加局部自主系統構成完整的操作系統，使智能機器人走出實驗室走入實用化階段[3]。三．本課題研究的關鍵問題及方法（1）主控單元的比較與選擇方案一：采用各類數字電路來組成小車的控制系統，對外圍避障信號，自動尋跡信號，無線遙控信號，語音控制信號進行處理。本方案電路復雜，靈活性不高，效率低，不利于小車智能化的擴展，對各路信號處理比較困難。方案二：采用STC89C51單片機來作為整機的控制單元。紅外線探頭采用市面上通用的發射管與及接收頭，經過比較芯片調制處理后由控制系統接收。路線尋找采用紅外線管對路面信號采集，送到單片機系統處理，同樣包括無線遙控信號和語音控制信號。此系統比較靈活，采用軟件方法來解決復雜的硬件電路部分，使系統硬件簡潔化，各類功能易于實現，能很好地滿足題目的要求。比較以上兩種方案的優缺點，方案二簡潔、靈活、可擴展性好，更能達到題目的設計要求，因此采用方案二來實現[4]。（2）避障單元的比較與選擇方案一：采用超聲波避障，超聲波受環境影響較大，電路復雜，而且地面對超聲波的反射，會影響系統對障礙物的判斷。方案二：采用紅外線避障，利用單片機來產生38KHz信號對紅外線發射管進行調制發射，發射出去的紅外線遇到避障物的時候反射回來，紅外線接收管對反射回來信號進行解調，輸出比較電平。外界對紅外信號的干擾比較小，且易于實現，價格也比較便宜，故采用方案二。紅外線避障方法，利用一管發射另一管接收，接收管對外界紅外線的接收強弱來判斷障礙物的遠近，由于紅外線受外界可見光的影響較大，因此通過調制信號產生38KHz的載波來減少外界的一些干擾。只要障礙物在限定范圍內就會產生相對的電平供單片機控制，實現避障功能[5][6]。 （3）尋跡單元的比較與選擇方案一：采用發光二極管發光，用光敏二極管接收。由于光敏二極管受可見光的影響較大，穩定性差。方案二：利用集成型紅外對管作為尋跡單元的傳感器，其中紅外線發射管發射紅外線，紅外線二極管進行接收。采用紅外線發射，外面可見光對接收信號的影響較小，再用射極輸出器對信號進行隔離。本方案也易于實現，比較可靠，因此采用方案二。當小車底部的某邊紅外線收發對管遇到黑帶時，可以檢測到輸入電平為高電平，反之為低電平。結合單片機查詢方式，通過程序控制小車哪邊輪胎轉動來改變方向。這樣不斷循環檢測，方向控制，使小車按黑線行走[7][8]。 （4）遙控單元的比較與選擇方案一：由發射和接收兩大部分組成紅外遙控系統，應用編/解碼專用集成電路芯片來進行控制操作，發射部分包括鍵盤矩陣、編碼調制、LED紅外發送器；接收部分包括光、電轉換放大器、解調、解碼電路等。相對結構比較復雜，而且使用的時候必須將遙控器前的紅外發射孔對準接收管才可以。方案二：無線電遙控也由發射和接收兩大部分組成，由于無線電遙控模塊在市場上非常普及，加上無線電遙控有傳輸距離遠、抗干擾能力強、無方向性等優點，對于小車的控制是一個不錯的選擇。方案三：超聲波遙控是利用超聲波來傳送指令的遙控，可以應用于需要遙控、遙測的場合。采用AX5326與AX5327等構成的遙控系統具有體積小、功耗低、功能強大、抗干擾能力強等優點。但由于超聲波遙控價格相對上面兩種價格較貴，而且對于小車的遙控也太過于夸大化[9][10]。結合三種方案，最終選擇用電量、發射、接受功率都不大，一般的小障礙也可以穿越，而且遙控無方向性的無線電遙控。四．參考文獻：[1]. 曾增烽，劉浩，李雪，基于51單片機的串行通信協議的實現[J]，中國礦業大學 信電學院，221008；[2]. 趙海蘭，基于單片機的紅外遙控智能小車的設計[J]，無線互聯科技2011年3期；[3]. 何立民 單片機技術的現狀與未來[J] 中國計算機報 1995年 No：30；[4]. 周淑娟，基于單片機智能尋跡小車的設計方案[J]，工業技術與職業教育2011年6月第9卷第2期；[5]. 韓毅，楊天. 基于HCS12單片機的智能尋跡模型車的設計與實現[J].學術期刊，2008，29（18）：15351955；[6]. 于連國,李偉,王妍瑋, 基于單片機的智能小車設計[J], 林業機械與木工設備2011年4期；[7]. 趙振德，多功能遙控智能小車的制作[J]，電子制作2011年4期；[8]. RowelO.Atienza，MarceloH.AngJr. A Flexible Control Architecture for Mobile Robots: An Application for a Walking Robot[J]. Journal of Intelligent and Robotic Systems, Springer Netherlands, 2001,1(30), 29～48.[9]. M. J Potasek andGP. Agrawal,SingleChip microputer data / Prepared by Technical Information Center. IEEE Electron, 1995, Vol. 3l, No. I, 183189.[10]. Zhu, W., Ruan, H. Design and research of solar photovoltaic power generation controller based on 89C51 microcontroller. Advanced Materials Research 345, 2011，pp. 6669.指導教師意見： 指導教師簽名：