红外线壁障小车设计开题报告.doc

课题来源在科学探索和紧急抢险中经常会遇到对与一些危险或人类不能直接到达的地域的探测，这些就需要用机器人来完成。而在机器人在复杂地形中行进时自动避障是一项必不可少也是最基本的功能。因此，自动避障系统的研发就应运而生。我们的自动避障小车就是基于这一系统开发而成的。随着生产自动化的发展需要，机器人的智能化与集成度越来越高，已经越来越广泛的应用到生产生活中。伴随的科技水平的提高，机器人的能够使用的传感器种类也越来越多，其中红外线传感器已经成为机器人自动行走和驾驶的重要部件。此系统是基于红外传感器的系统，即运用红外传感器实现对前方障碍物的检测。红外传感器的典型应用领域为自主式智能导航系统，机器人要实现自动避障功能就必须要感知障碍物，对障碍物的感知相当于给机器人一个视觉功能。在现在生活中，例如在一些火宅或者一些自然灾害的现场，经常需要进入到对一些危险或人类不能直接到达的地方进行观察，采集数据，这些就需要用机器人来完成。而在机器人在上述等环境中行进时自动避障是一项必不可少也是最基本的功能。因此，自动避障系统的研发就应运而生。自动避障小车可以作为困难环境检测机器人和紧急抢险机器人的运动系统，让机器人在行进中自动避过障碍物，帮助人们完成相应的任务。科学依据随着科技的发展，对于未知空间和人类所不能直接到达的地域的探索逐步成为热门，这就使机器人的自动避障有了重大的意义。我们的自动避障小车就是自动避障机器人中的一类。自动避障小车可以作为地域探索机器人和紧急抢险机器人的运动系统，让机器人在行进中自动避过障碍物。 红外传感器的典型应用领域为自主式智能导航系统，机器人要实现自动避障功能就必须要感知障碍物，对障碍物的感知相当于给机器人一个视觉功能。基于红外的自动避障小车可以作为困难环境检测机器人或者紧急抢险机器人的运动系统，让机器人在行进中自动避过障碍物，完成指定的任务。研究内容本文提出一种智能避障小车的设计方法，利用红外技术检测障碍物信息，采用STC89C52 单片机进行实时控制，实现智能避障，智能小车采用前轮驱动，两轮各用一个直流电机控制，避障用的传感器采用红外线反射式传感器。 本设计的主要研究内容为：查阅文献资料，掌握红外传感器的原理和使用方法；掌握单片机的软硬件系统的设计的实际操作；熟练使用C语言对单片机进行编程；掌握对所设计的系统的分析与调试方法；实现小车自主避障功能。拟采取的研究方法、技术路线、实验方案及可行性分析研究方法:通过程序设计与程序算法的调试，并下载到单片机的最小系统中进行实际验证，根据小车在实际道路中运行的情况进行程序和参数的改变，来完成既定的任务。技术路线和实验方案:采用红外传感器对障碍物进行辨别，将传感器发送的信号交单片机进行处理。根据单片机中设定的程序，对障碍物的情况进行判定，然后引导小车完成前进、左拐或者右拐，做出相应的动作。可行性分析:1.本设计处理器采用51系列单片机，使用广泛，成熟，具有较高的稳定性。2.使用红外传感器对障碍物进行识别，可以减少环境的干扰，准确性能够达到设计的要求。3.程序设定采用C语言进行编程，具有通用、简明的特点，利于学习和实验的进行。研究计划及预期成果工作日程安排： 3.01-3.10查阅文献资料，了解红外传感器和红外避障小车的发展现。3.10-4.10总体设计本文智能小车软硬件系统，通过比较选择合适的主控单片机和驱动芯片。4.10-4.15对红外线自动避障小车的硬件进行设计。硬件系统的组装和调试阶段。4.15-4.20对红外线自动避障小车的软件进行了设计。进行小车软件程序编程和调试阶段。4.20-4.25准备小车的组件，在实验室进行硬件和软件的调试以及所需的补充资料。4.25-5.10组装小车，将各接口按程序中设计好的连接起来。5.10-5.20在实验室做模拟调试5.20-5.30简单记录实验过程和实验结果，拍下实验效果图。6.1将设计资料装订成册，交给指导教师，准备答辩。特色或创新之处自主壁障小车运用51系列单片机作为控制器，成本低，通用性好，可移植性强，对于后续的学习、研究有很好的铺垫作用。已具备的条件和尚需解决的问题已具备的条件：实验室具有开展本设计所需的软件和硬件条件，对于实验的开展、进行有良好的基础。同时已经学习过c语言程序设计和电路部分的设计，具有相应的理论基础知识。尚需解决的问题:1、在单片机系统方面的设计、调试等动手能力的提高还需进一