多功能智能小车的设计-开题报告

中 北 大 学毕业设计开题报告学 生 姓 名 ：学 号：学 院、系： 信息与通信工程学院 电气工程系专 业 ： 电气工程及其自动化设 计 题 目 ： 多功能智能小车的设计指 导 教 师 :2013 年 03 月 09 日毕 业 设 计 开 题 报 告1结合毕业设计情况，根据所查阅的文献资料，撰写 2000 字左右的文献综述：文 献 综 述一、 本课题研究的目的及意义智能化作为现代社会的新产物，是以后的发展方向，他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。同遥控小车不同，遥控小车需要人为控制转向、启停和进退，比较先进的遥控车还能控制其速度，而智能小车，则可以通过计算机编程来实现其对行驶方向、启停以及速度的控制，无需人工干预，是一个集环境感知、规划决策，自动行驶等功能于一体的综合系统，它集中地运用了计算机、传感、信息、通信、导航、人工智能及自动控制等技术，是典型的高新技术综合体。智能化小车还可以用于月球探测等的无人探月车，帮助我们传达月球上更多的信息，让我们更加的了解月球，为将来登月做好充分准备。这样的小车在科学考察探测车上也有广阔的应用前景。在科学考察中，有许多很危险且人们无法涉足的地方，这时，智能科学考察车就能够派上用场，在它上面装上摄像机，代替人们进行许多无法进行的工作。二、 国内外研究现状及趋势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 从 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。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。三、 本论文的主要内容及安排在深入学习单片机控制系统设计方法的基础上，开发制作智能小车系统，使其具有路线辨识、避障、寻光等功能。具体内容如下：(1)了解智能小车的组成与控制原理；(2)选择单片机和相应传感器； (3)设计硬件电路； (4)编写程序，实现循迹、避障、寻光等情况； (5)软硬件联调，保证各项功能的准确性； (6)制作样机。本论文的主要安排，学习基于单片机控制系统设计思路及过程，然后设计硬件电路，绘制电路原理图，焊接硬件电路，制作样机，编写循迹、避障、寻光各种情况的程序并进行调试对毕业设计进一步完善，保证小车各种功能的准确性。参考文献：1 徐国华 主编，移动机器人的发展现状及其趋势J，机器人技术与应用，2001(3)2 党宏社 主编，智能车辆系统发展及其关键技术概述J公路交通科技，2002(4)3 尹念东 主编，智能车辆的研究及前景J上海汽车，2002(2)4 王荣本 主编，世界智能车辆研究概述J公路交通科技，2001(10)5 王建农 主编，自主移动机器人的导航研究R机器人，19976 赵振德 主编，多功能遥控智能小车的制作J，电子制作，2011(4)7 何立民 主编，单片机应用系统设计,北京：航天航空大学出版社8 姚 佳 主编，智能小车的蔽障及路径规划D东南大学硕士论文20059 徐国华 主编，谭民移动机器人的发展现状及其趋势J机器人技术与应用，2001(3)10 白井良明同，机器人工程M北京：科学出版社，200111 张毅刚 主编，新编 MCS-51 单片机应用设计，第一版,哈尔滨工业大学出版社,200312 刘南平 主编，电子产品设计与制作技术，科学出版社，200813 杨 刚 主编，电子系统设计与实践，电子工业出版社，2009.314 余祖俊 主编，微机监测与控制应用系统设计， 北方交通大学出版社，2001.1215 温志明 主编，运动控制系统分析与应用，国防工业出版社，2008.216 催维娜 主编，智能电子制作，科学出版社，200717 李忠文 主编，实用电机控制电路，化学工业出版社，2003.418 张红润 主编，智能技术系统设计与开发，北京航空航天出版社，2007.219 陈铁军 主编，智能控制理论及应用，清华大学出版社，2009.120 刘少强 主编，传感器设计与应用实例，中国电力出版社，200821 李广弟 主编，单片机基础,北京：北京航空航天大学出版社,2001 毕 业 设 计 开 题 报 告本课题要研究或解决的问题和拟采用的研究手段（途径）：本课题要研究或解决的问题：采用电机专用驱动芯片 L298N 进行电机驱动控制，它的使能端可以外接高低电平，也可以利用单片机进行软件控制，极大地满足各种复杂电路需要。另外，L298N 的驱动功率较大，能够根据输人电压的大小输出不同的电压和功率，解决了负载能力不够这个问题。本次设计虽然只是一个演示模型，但是具有充分的科学性和实用性。首先我们根据交通路面的复杂情况，按照适当的比例制作出一个路况模型，包括弯道、直道以及路面上设置的障碍物等。在弯、直道上，小车沿着预定轨道自由行使，当小车遇到障碍物时，脉冲调制的红外线传感器将检测到的信号发送给单片机，单片机根据程序发出相应的控制信号控制小车自动避开障碍物的动作。本课题拟采用的研究手段（途径）1、循迹控制模块 采用 STC89C52RC 作为控制核心。STC89C52RC 单片机成本低、性能高，超强抗干扰(电源、复位电路都经过特殊处理，每个 IO 口接有二极管钳位保护)，超低功耗，无法解密，低 EMI(电磁干扰)，而且与传统 805l 单片机程序兼容，硬件无需改动，支持ISP(在系统编程)及 IAP( 在应用编程)技术。使用 ISP 可不用编程器直接在用户控制系统板上烧录程序，修改调试非常方便。2、电机模块 采用直流电机。直流电机的控制方法比较简单，只需给电机的两根控制线加上适当的电压即可使电机转动起来，电压越高则电机转速越高。对于直流电机的速度调节，可以采用调节电压的方法，也可采用 PWM 调速方法。PWM 调速就是使加在直流电机两端的电压为方形波形，通过改变方形的占空比实现对电机转速的调节。3、电机驱动模块 采用专用芯片 L298N 作为电机驱动芯片。L298N 是一个具有高电压大电流的全桥驱动芯片，它响应频率高，一片 L298N 可以分别控制两个直流电机，而且还带有控制使能端。用该芯片作为电机驱动，驱动能力大，操作方便，稳定性好，性能优良。 毕 业 设 计 开 题 报 告指导教师意见：本论文要求设计一个智能循迹、避障、寻光小车，要求完成系统的论文撰