智能避障小车毕业设计论文

智能避障机器人(硬件)的设计与研究摘要在科学探索和紧急救援中，我们经常会发现一些危险或无法进入的区域，这些区域需要机器人来完成。然而，对于在复杂地形中行进的机器人来说，自动避障是一项基本的基本功能。因此，自动避障系统的研发应运而生。基于该系统开发了自动避障机器人。随着科学技术的发展，探索人类无法直接到达的未知空间和领域逐渐成为热门话题，这使得机器人自动避障具有重要意义。该自动避障机器人可以作为区域探测机器人和应急救援机器人的运动系统，使机器人在行进中能够自动避障。本文提出了一种经济实用的智能避障机器人系统设计方法。该系统采用汽车底盘为载体，DC电机为执行元件，红外传感器为检测元件，单片机为主控芯片，L298N为驱动芯片，稳压电源芯片完成检测电路设计、主控电路设计、电机驱动电路设计、稳压电路设计等硬件设计和制作。系统经过仿真和综合调试，解决了一系列问题，成功实现了自动避障功能。关键词：智能避障机器人、红外传感器、单片机、L298N、脉宽调制调速智能避障机器人(硬件)的设计与研究摘要在科学探索和紧急救援中经常会遇到一些危险或者人类无法直接到达的探测区域，这些都需要用机器人来完成。机器人在复杂地形中的自动避障运动是一项必不可少的最基本功能。因此，进行了自动避障系统的开发。基于该系统开发的自动避障机器人是由。随着技术的发展，对于未知空间和人类无法直接进入的领域逐渐成为探索的热点，这使得自动避障机器人具有重大意义。自动避障机器人可以作为一个区域性的探索和紧急救援机器人系统，允许机器人自动避开道路上的障碍物。提出了一种经济实用的智能避障机器人系统设计方案，以汽车底盘为载体，以DC电机为执行机构，红外传感器为检测装置，以STC89C52单片机为主芯片，L298N为驱动芯片和稳压电源芯片，完成检测电路设计、主控电路设计、电机驱动电路设计、稳压电路设计等硬件设计和制作。对系统进行了大量的仿真和综合调试，解决了阿瑟系列问题。最后，成功实现了自动避障功能。关键词：智能避障机器人，红外传感器，单片机，L298N，PWMspeedadjusting内容先前1第一章系统总体规划设计41.1系统任务描述41.2控制系统要求41.3方案设计和论证41.3.1机器人载具选择41.3.2主控制器5的选择1.3.3传感器选择51.3.4电机驱动选项61.3.5稳压电源的选择71.3.6智能汽车最终计划71.4整体系统设计81.4.1系统组成81.4.2系统工作原理81.5本章概述9第2章硬件设计102.1主控制电路10的设计2.1.1单片机硬件结构简介102.1.2最低应用系统设计122.2电机驱动电路的设计152.2.1智能小车驱动电机要求152.2.2 DC电机调速原理162.2.3 L298N电机驱动原理172.3障碍物检测电路设计222.4报警电路设计232.5稳压电源电路设计242.6系统整体电路设计252.7本章概述26第3章软件设计导论273.1主程序模块273.1.1程序控制设计273.1.2主要程序流程图273.2初始化模块293.3延迟模块293.4中断模块293.5报警模块293.6驱动模块293.7本章概述30第四章系统安装和调试314.1安装步骤314.2系统调试314.2.1硬件调试31软件调试32联合调试4.3本章概述32结论33参考文献34谢谢你附录36先前的评论1.设计的依据和意义机器人作为一种新型的人类生产工具，在降低劳动强度、提高生产率、改变生产方式、将人们从危险、恶劣和繁重的工作环境中解放出来等方面显示出巨大的优势。机器人的应用越来越广泛，已经渗透到几乎所有的领域。移动机器人是机器人学的一个重要分支，自主移动机器人是智能化程度最高的机器人，是移动机器人的重要发展方向。在科学探索和紧急救援中，我们经常会发现一些危险或人类无法到达的区域，这些区域需要机器人来完成。机器人在复杂地形中行走时，自动避障是必不可少的基本功能。因此，自动避障系统的研发应运而生。基于该系统开发了智能避障机器人。实现安全避障的具体方法有很多，包括超声波避障、视觉避障、红外传感器、激光避障、近程传感器、微波雷达等避障方法。随着计算机、智能控制、传感器技术、信息技术和单片机技术的进一步发展，人们对机器人性能的要求越来越高。智能机器人能够在“了解”周围环境的情况下，自行进行逻辑判断和分析，并在不受控制的情况下自主完成任务。在完成任务的过程中，机器人面临着如何检测道路上的障碍物并选择最佳路径绕过障碍物的问题，即移动机器人的避障问题。避障研究具有重要的现实意义，它给交通运输行业带来了巨大的变化，为车辆的自主导航和无人驾驶车辆的实现提供了重要技术。2.国内外类似设计综述1962年，第一个工业机器人尤尼迈特在通用汽车公司投入使用，标志着第一代机器人的诞生。现代机器人自诞生以来已经发展到第三代。第一代机器人主要指在“教与玩”模式下工作的机器人。教学内容包括机器人操作机构的空间轨迹、操作条件和操作顺序。第二代机器人具有一定的传感装置，可以获得工作环境中操作对象的简单信息。经过计算机分析和处理，机器人对动作进行一定的推理和反馈控制，表现出低层次的智能。第三代机器人是指具有高度适应性和自主决策能力的机器人。它具有复杂的感知和检测功能，能够进行复杂的逻辑判断、自主规划和决策，并能在操作环境中独立行动。在国外，研究工作包括：(1)用于几种典型户外应用的移动机器人：由美国国家航空航天局开发的“丹蒂二号”八足步行机器人是一种步行机器人，可以提供对高移动性机器人的运动和远程机器人探索的理解。1997年，美国国家航空和宇宙航行局开发的火星探测机器人Sojna登陆火星，并向全世界报道了这一事件。德国已经开发了一种轮椅机器人，并在乌尔姆市中心车站的高峰客流环境和1998年汉诺威工业商品展览会的展厅环境中进行了现场表演。(2)高完整性机器人。这意味着机器人在工作时必须是正确的，不必连续工作。(3)移动机器人的远程控制。(4)环境与机器人的集成。就像人们需要道路和交通灯一样，机器人也需要基础设施来在动态环境中运行。(5)生态机器人学(生物机器人学)。(6)多机器人系统。主要是获取机器人团队的协调和控制技术，并将其应用于战略重要场合。在中国，对移动机器人的研究起步较晚。主要研究工作包括：(1)清华大学智能移动机器人于1994年通过鉴定。(2)中国科学院沈阳自动化研究所的自动导引小车和防暴机器人。(3)哈尔滨工业大学机器人技术有限公司成功研制出中国第一台智能服务机器人。先进的传感系统(摄像机、红外线、红外线等)。)都采用了，而且智力水平很高。机器人的视觉系统、声音系统和运动系统使其言行更像人。(4)2003年1月，中国科学院自动化研究所成功开发了一种集各种传感器、视觉、语音识别和对话功能于一体的智能移动机器人。基本结构由传感器、控制器和运动机构组成。综上所述，移动机器人技术取得了很多可喜的进展，研究成果令人鼓舞，但仍远远不能满足实际要求。随着传感技术、智能技术和计算机技术的不断进步，智能移动机器人在一定程度上可以发挥人类在生产和生活中的作用。3.项目设计的内容智能机器人是集计算机技术、智能控制、传感器、电子、检测等技术于一体的机器人。智能机器人的研究是目前科学领域的重要研究课题之一，智能机器人各方面性能的提高是目前的研究热点。智能机器人可以通过传感器感知外部环境并做出动态决策。这是智能机器人性能的重要体现。本课题的主要内容是利用STC89C52RC单片机设计一个简单的智能机器人运动控制系统和感知系统，并在硬件上实现。本课题的研究主要包括以下主要内容：首先，传感器用于探测移动机器人周围的障碍物，并及时将它们传送给单片机。其次，确定了移动机器人的避障方法及其控制算法。最后，对真实物体进行测试，实现移动机器人的实时避障。研发一套简易智能避障机器人，实现的主要目标是：(1)智能机器人硬件系统由单片机STC89C52RC设计。(2)系统设计方案的论证和总体设计。(3)进行系统的硬件设计和软件设计。(4)完成硬件电路板的印刷电路板设计和调试。第一章系统总体规划设计1.1系统任务描述该系统的任务是使移动机器人在行进过程中能够自动检测障碍物并采取有效的避障措施。1.2控制系统要求控制系统应满足以下要求：(1)可以检测车身周围的环境以获得障碍物的存在。(2)实时性要求。(3)互动功能。主要是设置小车正常行驶和转弯时驱动电机的速度。初始化系统时的一些参数设置。(4)驱动电机稳定速度运行的要求。(5)控制系统可靠、耐用，抗干扰能力强。1.3方案设计和论证1.3.1机器人载具的选择由于水平有限，不可能制造双足步行机器人，所以本设计选择小车作为智能避障机器人的载体。方案1:自己设计并制作框架制作自己的汽车底盘，使用两个DC减速电机作为驱动轮，利用两个电机之间的速度差来完成直行、左转、右转、左后转、右后转、倒车等动作。减速电机扭矩大，转速慢，易于控制和调速，满足避障小车的要求。此外，自制的车架可以根据电路板和传感器的安装要求设计空间，使车身美观、紧凑。然而，自制小车的设计和制造周期较长，成本较高。方案二：购买电动玩具汽车玩具电动汽车价格低廉，具有完整的驱动、传动和控制单元，这种设计需要传动装置，从而缩短了开发周期。然而，玩具电动汽车是由普通DC电机驱动，负载能力差，对速度调节的程序要求较高。同时，电动玩具汽车的转向依靠前轮电机驱动前轮完成转向，精度低。C处理器可以选择使用数字信号处理器或51单片机。DSP适用于控制电机，功能强大。51单片机应用广泛，可以满足一般控制的需要。由于51单片机技术相对熟练，价格相对低廉，而DSP控制