智能小车自主定位及避障系统设计毕业设计开题报告.doc

吉林建筑大学城建学院毕业设计开题报告 所 学 专 业： 自动化 学 生 姓 名： 庄首迪 指 导 教 师： 李寿涛 论 文 题 目：智能小车自主定位及避障系统设计 开题报告日期： 2015.4.2 说 明1、 开题报告由毕业生本人在完成文献阅读、科研调查的基础上，并通过开题报告评议后填写。2、 本报告一式两份。一份交学院作为论文检查的依据；一份答辩后作为档案材料归入学位档案。3、 开题报告用A4纸打印，不需标注页码。报告内容字体一律使用宋体小四，行间距为1.25倍。一、 课题来源及研究的目的和意义课题来源： 人们在不断探讨、改造、认识自然地过程中，制造能代替人劳动的机器人一直是人类的梦想。它可以按照预先设定的模式在一个特定的环境里自动的运作，无需人为管理，便可以完成预期所要达到的或是更高的目标。智能车就是其中的一个体现。智能小车集环境感知、规划决策、自动行驶等功能于一体的综合系统，是典型的高新技术综合体。 目前，在企业生产技术不断提高、对自动化技术要求不断加深的环境下，智能车辆以及在智能车辆基础上开发出来的产品已经成为自动化物流运输、柔性生产组织等系统的关键设备。世界上许多国家都在积极进行智能车辆的研究和开发设计。研究意义：加深课堂上的学习，由于单片机教学例子有限，因此，单片机智能车能综合学生课堂上的知识来实践，使学习者更好的了解单片机的发展。通过此次的单片机寻轨车制作，使学生从理论到实践，初步体会单片机项目的设计、制作、调试和成功完成项目的过程及困难，以此学会用理论联系实际。通过对实践中出现的不足与学习来补充教学上的盲点。从理论转为实际运用智能汽车是一种高新技术密集的新型汽车，是网络环境下利用信息技术、智能控制技术、自动控制、模式识别、传感器技术、汽车电子、电气、计算机和机械等多个学科的最新科技成果，使汽车具有自动识别行驶道路、自动驾驶等先进功能。随着控制技术、计算机技术和信息技术的发展，智能车在工业生产和日常生活中已经扮演了非常重要的角色。今年来，智能车在野外、道路、现代物流及柔性制造系统中都有广泛运用，已成为人工智能领域研究和发展的热点。二、国内外研究现状及主要研究内容国内外研究现状：国外智能车辆的研究历史较长，始于上世纪50年代。它的发展历程大体可以分成三个阶段：第一阶段 20世纪50年代是智能车辆研究的初始阶段。1954年美国Barrett Electronics 公司研究开发了世界上第一台自主引导车系统AGVS（Automated Guided Vehicle System）。第二阶段 从80年代中后期开始，世界主要发达国家对智能车辆开展了卓有成效的研究。在欧洲，普罗米修斯项目开始在这个领域的探索。在美洲，美国成立了国家自动高速公路系统联盟（NAHSC）。在亚洲，日本成立了高速公路先进巡航/辅助驾驶研究会。第三阶段 从90年代开始，智能车辆进入了深入、系统、大规模研究阶段。最为突出的是，美国卡内基.梅隆大学（Carnegie Mellon University）机器人研究所一共完成了Navlab系列的10台自主车（Navlab1Navlab10）的研究，取得了显著的成就。1相比于国外，我国开展智能车辆技术方面的研究起步较晚，开始于20世纪80年代。而且大多数研究处在于针对某个单项技术研究的阶段。虽然我国在智能车辆技术方面的研究总体上落后于发达国家，并且存在一定得技术差距，但是我们也取得了一系列的成果，主要有：（1）中国第一汽车集团公司和国防科技大学机电工程与自动化学院与2003年研制成功我国第一辆自主驾驶轿车。（2）南京理工大学、北京理工大学、浙江大学、国防科技大学、清华大学等多所院校联合研制了7B.8军用室外自主车，该车装有彩色摄像机、激光雷达、陀螺惯导定位等传感器。可以预计，我国飞速发展的经济实力将为智能车辆的研究提供一个更加广阔的前景。因此，对智能小车进行深入细致的研究，不但能加深课堂上学到的理论知识，更能将理论转化为实际运用，为将来打下坚实的基础。主要研究内容：本课题主要开发一个能自动循迹，自动避障的智能小车控制系统。设计主要以简易智能机器人为开发平台，选择通用、价廉的STC89C51单片机为控制平台，选择常见的电机模型车为机械平台，通过细化设计要求，结合传感器技术和电机控制技术相关知识实现小车的各种功能。设计完成以由红外线对管的自动寻迹、的硬件模块结合软件设计组成多功能智能小车，共同实现小车的前进倒退、转向行驶，自动根据地面黑线寻迹导航，检测障碍物后停止，实现智能控制，达到设计目标。三、拟采用研究方案（1）电机单元方案采用直流减速电机。直流减速电机转动力矩大，体积小，重量轻，装配简单，使用方便，小车电机内部装有减速齿轮组，所以并不需要考虑调速功能，很方便的就可以实现通过单片机对直流减速电机前进、后退、停止等操作。（2）电源单元方案采用双电源供电，通过两个独立的电源分别对单片机和直流减速电机进行供电，此方案的优点是，减少波动，稳定性比较好，可以让小车更好的运作起来，唯一的缺点就是会增加小车的重量。（3）避障单元方案用漫反射式光电开关进行避障。光电开关的工作原理是根据光线发射头发出的光束，被物体反射，其接收电路据此做出判断反应，物体对红外光由同步回路选通而检测物体的有无。当有光线反射回来时，输出低电平。当没有光线反射回来时，输出高电平。（4）寻迹单元方案利用寻迹来引导小车到达用户所指定的地点。采用红外发射管和接收管光电对管寻迹传感器。红外发射管发出红外线，当发出的红外线照射到白色的平面后反射，若红外接收管能接收到反射回的光线则检测出白线继而输出低电平，若接收不到发射管发出的光线则检测出黑线继而输出高电平。系统框图如下：红外接收头电源模块电机驱动寻迹模块STC89C51避障模块四、主要设备、仪器及材料，实验地点或协作单位主要设备及仪器：红外线传感器、小车机架、实验地点：吉林建筑大学城建学院电气信息工程实验室五、阅读的主要参考文献综述（不少于2000字。并列出至少12篇重要的参考文献，其中外文至少2篇）此部分见附录一六、英文文献翻译（毕业论文相关英文文献翻译，至少一篇，10000英文字符）此部分见附录二七、阶段进度计划工作项目内 容起止时间开题查找资料确定方案安装软件，建立组态画面对组态画面的连接和调试论文的编写悬着题目，确定设计方向，对所选的论文课题进行研究，资料收集及相应的分析整理。分析设计课题，整理多种方案，根据多种方案及相关材料确定设计方案。应用组态软件建立工程，定义变量设计与编辑画面。根据设计要求，进行编写程序。进行较的动画连接。对整个系统进行全方位的组态调试和完善。最后进行查阅相关资料，进行论文编写。通过老师的修改，重新整定，论最后定稿，等待论文答辩。2015.4.1-2014.4.152015.4.16-2014.4.302015.4.1-2014.5.152015.5.16-2014.5.302015.6.1-2014.6.20八、指导教师意见： 签字： 年 月 日九、开题报告评议情况通过对该学生毕业设计方案论证的审查我们认为： 毕业设计题目：合适 较合适 欠妥 建议修改 毕业设计工作量：偏大 饱满 较饱满 偏少 该生对题目的理解：较好 一般 较差 该生