[资料分享] 智能机器车

TSB33 2009-4-7 15:53 楼主

智能机器车方案

一、目的
设计一辆小车，能够实现自主循线、避障的主要功能。
二、小车的驱动模式
该车采用了一个电动机驱动两个后轮，一个电动机驱动两个前轮转向的模式。利用单片机的P1.0口、P1.1口、P1.2口、P1.3口对电机通过脉宽调控电路进行脉宽调控，从而实现控制电动机的转速，见图中的行走驱动电路和转向驱动电路。为了实现对行走速度和转向速度的控制,两个电动机均需要进行脉宽调控。

三、行走和转向
该车用4个红外灰度传感器利用单片机的P0.0口、P0.1口、P0.2口、P0.3口接收信号来控制转向。在地面上画上4厘米左右的黑线，通过这4个传感器来检测黑线，使车始终沿黑线行走。单片机复位后，各端口均是高电平，当灰度传感器检测到黑线时，通过比较器和非门，给单片机一个低电平“0”信号，检测不到黑线时，给单片机一个高电平“1”信号。中间两个灰度传感器将黑线夹在中间，当“左中”检测到黑线时，说明车偏离黑线右边了，这时单片机控制车方向左转，当“右中”检测到黑线时，说明车偏离黑线左边了，这时单片机控制车方向右转。“左前”和“右前”两个灰度传感器工作原理与“左中”和“右中”两个灰度传感器一样，目的是为了防止车偏离黑线太远时检测不到黑线。
四、避障问题
遵循交通规则，将避障比拟成超车，所以小车避障时将从障碍物的左侧绕行。在小车的正前端、右前端以及右侧装上三个红外测距传感器，利用单片机的P0.4口、P0.5口、P0.6口接受信号来控制小车避障。当前端的测距传感器检测到20厘米范围内有障碍物时，单片机P1.4口输出一个底电平，控制车的四个灯亮并鸣笛，同时小车的方向控制切换为由这三个测距传感器来控制，此时单片机控制小车左转。三个传感器同时检测障碍物，当都检测不到障碍物时，车方向右转，当检测到障碍物时，车方向左转，这样就能使小车绕障碍物转圈。在这三个测距传感器检测控制的过程中，当左中灰度传感器检测到黑线时，小车的方向再切换为四个灰度传感器控制，这样小车就能完成避障并回到黑线上。
五、换档问题
在前轮方向动杆上设计一个动作开关，当车轮转向超过一定角度时，动作开关导通，给单片机的P2.0口送一个低电平信号，使单片机控制小车后轮的转速降低，就相当于换档功能了。
六、启动和停止
通过一个麦克风以及放大电路、比较器、D触发器和非门，当麦克风检测到一次击掌声时，使单片机的P2.1口在低电平和高电平之间切换一次，当P2.1口是低电平时，小车的前后轮驱动正常，当变成低电平时，小车前后轮的驱动都停止。这样便实现了车的启动与停止。