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1. 研究目的与意义及国内外研究现状

目的：随着汽车工业的迅速发展，其与电子信息产业的融合速度也显著提高，汽车开始向电子化、多媒体化和智能化方向发展，使其不仅作为一种代步工具、同时能具有交通、娱乐、办公和通讯等多种功能，关于汽车的研究也就越来越受人关注。全国电子大赛和省内电子大赛几乎每次都有智能小车这方面的题目，全国各高校也都很重视该题目的研究，可见其研究意义很大。本设计就是在这样的背景下提出的，为了适应机电一体化的发展在汽车智能化方向的发展要求，提出简易智能小车的构想。目的在于：通过独立设计并制作一辆具有简单智能化的简易小车，获得项目整体设计的能力，并掌握多通道多样化传感器综合控制的方法，设计的智能电动小车能够具有循迹避障等功能。

意义：自第一台工业机器人诞生以来，机器人的发展已经遍及机械、电子、冶金、交通、宇航、国防等领域。近年来机器人的智能水平不断提高，并且迅速地改变着人们的生活方式。人们在不断认识、探讨、改造自然的过程中，制造能替代人劳动的机器一直是人类的梦想，智能小车可以作为机器人的典型代表。电子技术的飞速发展，对自动化要求越来越高，智能汽车检测并完成特殊的任务将成为以后的一个新的发展方向。在危险或不利于人工作业的环境下，利用智能小车替代人工作业完成特殊任务，避免人员伤亡，更可减少经济损失。

国内外研究现状

在世界科学界和工业设计界中，众多的研究机构都在研发智能车辆，其中具有代表性的智能车辆包括: 美国navlab系列智能车辆系统。该系统是由美国卡内基梅隆大学机器人研究所研制的。navlab. v系统的车体采用pontiac 运动跑车。其传感器系统包括视觉传感器系统、差分gps系统、光纤阻尼陀螺和光码盘。德国vamors-p 智能车辆系统。该系统由德国联邦国防大学和奔驰汽车公司研制的。车体采用奔驰500型轿车。传感器系统包括由4个小型彩色ccd摄像机构成的两组主动式双目视觉系统、3个惯性线性加速度计和角度变化传感器、测速表及发动机状态测量仪等。执行机构包括方向力矩电机、电子油门和液压制动器等。国内智能车辆研究由于起步晚，以及经济条件的制约，在智能车辆研究领域与发达国家有一定的差距，目前开展这方面研究工作的单位主要包括一些大学和科研机构，具有代表性的系统有：7b.8智能车辆系统。该系统是由南京理工大学、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，属于军用室外智能车辆，于1995年底通过验收。飞思卡尔杯全国大学生智能汽车竞赛就是在这样的背景下应运而生的。比赛由国家教育部高等学校自动化专业教学指导分委员会主办，思卡尔半导体公司协办。由组委会提供统一的车模和单片机，要求各参赛队在不改变车模的底盘结构的前提下，通过选择适当的检测方案和控制算法，使车模能够在专门设计的跑道上自主地识别路线行驶，单圈行驶时间最短的赛车获胜。这样，通过提供一个相同的比赛平台，各参赛队伍必须仔细研究车模的数学模型和控制方案，从检测和控制的角度来解决这个问题。

2. 研究的基本内容

本题目要求小车能够自动沿引导线循迹，能够根据超声波检测自动躲避障碍，并恢复对路线的循迹。该小车采用单片机作为电动车的控制核心，通过循迹模块红外光电传感器采集路线信息，经判断处理后准确地控制小车沿引导线前进。通过避障模块在循迹过程中利用超声波对距离的检测将前方的障碍探测出来并且通过超声波传回的数据进行判断避障。

3. 实施方案、进度安排及预期效果

实施方案：

硬件部分包括控制器模块、电源模块、电机驱动模块、循迹模块和避障模块。

软件部分包括（1）单片机初始化（i/o、pwm、计时器等）（2）循迹模块：红外光电传感器探测白色地面的黑线轨迹信号，当红外光遇到白色地面时发生漫发射，反射光被装在小车上的接收管接收；如果遇到黑线则红外光被吸收，则小车上的接收管接收不到信号，再通过比较器来采集高低电平，从而实现信号的检测。（3）避障模块：利用超声波测距将循迹过程中的障碍物探测出来，并判断超声波传回的数据。（4）电机驱动模块：单片机根据路况信息发出控制指令，给予l298n电路pwm信号来控制小车的速度，起停。

4. 参考文献

【1】基于单片机的智能小车避障循迹系统设计[j]. 顾群,蒲双雷.数字技术与应用. 2012(05)

【2】基于单片机控制的智能循迹避障小车[j]. 姚培,张李坚,周晶香.机电信息. 2010(12)

【3】基于stc89c52单片机的智能循迹小车设计[j]. 朱涛.电脑知识与技术. 2011(31)