基于at89s52單片機的循跡避障小車的設計畢業論文(已改無錯字)

　　

【正文】 轉向時，電機的轉動由于受到強行制動而處于一種相對靜止的狀態，導致 PWM驅動電路產生大量的熱量，我們既利用軟件使其盡量減少長期單向轉動狀態，又在硬件上，在 PWM驅動板上涂上了一層散熱膠，即使發熱，也不會燒壞 PWM驅動電路。 在安裝上避障用光電開關之后，其與其它所有開關元件共用同一電源，在運行時發現三個用于尋跡用的開關元件不能全部正常工作了，據分析，避障用光電開關處接線不牢固，重新接線后工作正常。 在電源開啟后，小車循跡過程中會出現原地打轉的情況。經分析是由于軟件跑飛。經考慮后加了一個看門狗，可 以很好的遏制程序跑飛的情況 。 測試結果與分析 本次進行了兩次調試。兩次都是在鋪有黑色硬紙條的軌道上進行。不同的是第一次軌道上沒有設置障礙物，第二次放置了幾個紙箱作為障礙物。每組分別測試了三次。 測試儀器： 12V直流電源 秒表 測試記錄數據如下表 51和 52. 5 調試 22 表 51 速度測試 次數 路面狀況 平紙板 水泥地面 有較大褶皺的紙板 1 2 中途因底盤低而停止 3 表 52 循跡避 障測試 次數 項目 完成時間（ s） 行駛過程中脫離 軌道次數 躲避障礙物時碰撞次數 1 49 3 1 2 45 0 1 3 42 0 0 *注：小車在因速度過快而脫離軌道后仍能自行返回原軌道，無須人為搬回 。 根據測試結果，可以看出小車循跡避障功能基本實現。結果表明，小車能很好的完成循跡，即使循跡軌道發生改變也不影響。但避障結果并不是很理想。小車在檢測到障礙物后要經過較長時間的調整才能避開障礙物，這是由于采用的算法不夠理想。本設計采用的算法只適用于一般情況，特殊一些的情況就可能出現避障失敗 。這也是本次設計的一個缺陷。在實際調試過程中小車發生過程序跑飛的情況，經調整改進程序后，小車運行狀態穩定。能很好的完成沿黑色軌道前進，改變軌道的形狀及轉彎角度，小車仍可以完成循跡任務。并避開障礙物。液晶顯示速度正常。6 結論與展望 23 6 結 論與展望 本系統以設計采用 AT89S52單片機為控制核心，根據所檢測的各種數據結合 PID控制算法實現對電動車的智能控制。利用反射式光電傳感器檢測黑線實現小車循線，利用超聲波傳感器檢測道路上的障礙，控制電動小車的自動避障，光電碼盤實現小車的速度檢測，并通過液晶顯示。具有自動尋跡和尋光功能。 整個系統的電路結構較簡單，可靠性能高。實際測試效果較好。很好的滿足了題目的要求，并在題目的要求基礎上有一定發揮，增加了尋光和報警提示功能，以及增加速度檢測和顯示，使整個設計更人性化。6 結論與展望 24 致 謝 ！ 參考文獻 25 參考文獻 [1] Zvi Lanechange maneuvers of autonomous vehicles[J].ASME Journal of DynamicsSystems,Measurement and . [2] 邵貝貝 .單片機嵌入式應用的在線開發 方法 [M].北京 :清華大學出版社 ,. [3] 卓晴 ,黃開勝 ,邵貝貝 .[M].北京 :北京航空航天大學出版社 ,. [4] 高吉祥 .全國大學生電子設計大賽培訓系列教程 [M].電子工業出版社 ,. [5] 王志良 .競賽機器人制作技術 [M].機械工業出版社 ,. [6] 程鵬 .自動控制原理 [M].高等教育出版社 . . [7] 劉偉 .傳感器原理及其 適 用技術 [J].電子工業出版社 ,. [8] 張植寶 .電機原理與應用 [M].化學工業出版社 ,. [9] 許大中 .電機控制 [M].浙江大學出版社 ,2020 [10] 李華 .MCS51系列單片機實用接口技術 [M].北京 :北京航空航天大學出版社 ,1995. [11] 張義和 .陳敵北 .例說 8051[M].人民郵電出版社 ,. [12] 羅志增 .機器人感覺與多信息融合 [M].機械工業出版社， 2020． [13] 周堅 .單片機 C語言輕松入門 [M].北京航空航天大學出版社 ,. [14] 李剛 .王艷林 ,孫江宏 .Protel DXP電路設計 [M].清華大學出版社 ,. [15] 魏永廣 .現代傳感技術 [J].東北大學出版社 ,. [16] 李廣弟 ,朱月秀 .冷祖祁 .單片機基礎 [M].北京航空航天大學出版社 ,. [17] 高鵬 .安濤 .protel 99入門與提高 [M]人民郵電出版社 , [18] 樓然苗 .李光飛 .單片機課程設計與指導 [M].北京 :北京航空航天大學出版社 , 參考文獻 26 附 錄 include define char unsigned char define hint unsigned ftp suit P1_0=P1^0。 suit P1_1=P1^1。 suit P1_2=P1^2。 suit P1_3=P1^3。 suit P1_4=P1^4。 suit P1_5=P1^5。 char a,b,c。 void delay_us(uint time) //微秒延時 {for(。time0。time)。} void delay_ms(uint time) //毫秒延時 { for(。time0。time) delay_us(1000)。 } void port_init() //I/O口初始化 { P1=0x00。 P0=0x00。 } void ex0_init() //中斷初始化 { PX0=1。 EA=1。 IT0=0。 IT1=0。 EX0=1。 EX1=1。 } void pulse() //脈沖驅動 { P1_0=1。 參考文獻 27 delay_us(800)。 P1_0=0。 delay_us(2400)。 } void int0_init() { TMOD=0x01。 TH0=16000/256。 TL0=16000%256。 ET0=0。 TR0=0。 } void forword() //前進 {P1_1=1。P1_2=0。P1_3=1。P1_4=0。} void back() //后退 {P1_1=0。P1_2=1。P1_3=0。P1_4=1。} void left() //原地左轉 {P1_1=0。P1_2=0。P1_3=1。P1_4=0。} void right() //原地右 //轉 {P1_1=1。P1_2=0。P1_3=0。P1_4=0。} void stop() //剎車 {P1_0=0。} void ex1() interrupt 2 using 2{} void int0() interrupt 1 using 1 { TR0=0。 TH0=16000/256。 TL0=16000%256。 TR0=1。 } void main() { port_init()。 ex0_init()。 P1_5=1。 while(1) {switch(P0amp。0x0f) { case 0x9: {forword()。 pulse()。} break。 參考文獻 28 case 0x1: case 0x3: case 0x7: case 0xb: {left()。 pulse()。} break。 case 0x8: case 0xc: case 0xe: case 0xd: {right()。 pulse()。} break。 default: {back()。 for(b=6。b0。b) pulse()。} } } } void ex0() interrupt 0 using 0 { EA=0。 P1_5=0。 for(c=25。c0。c) { back()。 pulse()。} for(b=35。b0。b) { left()。 pulse()。 } for(a=35。b0。b) {forword()。 pulse()。 } P1_5=1。 EA=1。 } 參考文獻 29 第 1章 緒 論 目前 ，在企業生產技術不斷提高、對自動化技術要求不斷加深的環境下，參考文獻 30 智能車輛以及在智能車輛基礎上開發出來的產品已成為自動化物流運輸、柔性生產組織等系統的關鍵設備。世界上許多國家都在積極進行智能車輛的研究和開發設計。移動機器人是機器人學中的一個重要分支，出現于 20世紀 06年代。當時斯坦福研究院 (SRI)的 Nils Nilssen和 charles Rosen等人，在 1966年至 1972年中研制出了取名 shakey的自主式移動機器人，目的是將人工智能技術應用在復雜環境下，完成機器人系統的自主推理、規劃和控制。從此，移動機器人從無到有，數量不斷增多，智能車輛作為移動機器人的一個重要分支也得到越來越多的關注。 智能小車，是一個集環境感知、規劃決策，自動行駛等功能于一體的綜合系統，它集中地運用了計算機、傳感、信息、通信、導航及白動控制等技術，是典型的高新技術綜合體。 智能車輛也叫無人車輛，是 一個集環境感知、規劃決策和多等級輔助駕駛等功能于一體的綜合系統 。它具有道路障礙自動識別、自動報警、自動制動、自動保持安全距離、車 速和巡航控制等功能。智能車輛的主要特點是在復雜的道路情況下，能自動地操縱和駕駛車輛繞開障礙物并沿著預定的道路 (軌跡 )行進。智能車輛在原有車輛系統的基礎上增加了一些智能化技術設備 : (1)計算機處理系統，主要完成對來自攝像機所獲取的圖像的預處理、增強、分析、識別等工作 。 (2)攝像機，用來獲得道路圖像信息 。 (3)傳感器設備，車速傳感器用來獲得當前車速，障礙物傳感器用來獲得前方、側方、后方障礙物等信息。 智能車輛技術按功能可分為三層，即智能感知 /預警系統、車輛駕駛系統和全自動操作系統團。上一層技術是下一層技術 的基礎。三個層次具體如下 : (1)智能感知系統，利用各種傳感器來獲得車輛自身、車輛行駛的周圍環境及 駕駛員本身的狀態信息，必要時發出預警信息。主要包括碰撞預警系統和駕駛員狀態監控系統。碰撞預警系統可以給出前方碰撞警告、盲點警告、車道偏離警告、換道 /并道警告、十字路口警告、行人檢測與警告、后方碰撞警告等 .駕駛員狀態監控系統包括駕駛員打噸警告系統、駕駛員位置占有狀態監測系統等。 (2)輔助駕駛系統，利用智能感知系統的信息進行決策規劃，給駕駛員提出駕駛建議或部分地代替駕駛員進行車輛控制操作。主要包括 :巡航控制、車 輛跟蹤系統、準確泊車系統及精確機動系統。 參考文獻 31 (3)車輛自動駕駛系統，這是智能車輛技術的最高層次，它由車載計算機全部自動地實現車輛操作功能。目前，主要發展用于擁擠交通時低速自動駕駛系統、近距離車輛排隊駕駛系統等。 這種智能小車的主要應用領域包括以下幾個方面 : (1)軍事偵察與環境探測 現代戰爭對軍事偵察提出了更高的要求，世界各國普遍重視對軍事偵察的建設，采取各種有效措施預防敵方的突然襲擊，并廣泛應用先進科學技術，不斷研制多用途的偵察器材和探測設備，在車上裝備攝像機、安全激光測距儀、夜視裝置和衛星全球定位儀等設備 ，通過光纜操縱，完成偵察和監視敵情、情報收集、目標搜索和自主巡邏等任務，進一步擴大偵察的范圍，提高偵察的時效性和準確性。 (2)探測危險與排除險情 在戰場上或工程中，常常會遇到各種各樣的意外。這時，智能化探測小車就會發揮很好的作用。戰場上，可以使用智能車輛掃除路邊炸彈、尋找和銷毀地雷。民用方面，可以探測化學泄漏物質，可以進行地鐵滅火，以及在強烈地震發生后到廢墟中尋找被埋人員等。 (3)安全檢測受損評估 在工程建設領域，可對高速公路自動巡跡，進行道路質量檢測和破壞分析檢測 。對水庫堤壩、海岸護岸堤、江河大壩進行 質量和安全性檢測。在制造領域，可用于工業管道中機械損傷，裂紋等缺陷的探尋，對輸油和輸氣管線的泄漏和破損點的查找和定位等。 (4)智能家居 在家庭中，可以用智能小車進行家具、遠程控制家中的家用電器，控制室溫等等。對這種小車的研究，將為未來環境探測術上的有力支持 。