1．題目背景及意義 1.1題目研究背景、目的及意義 近年來，智能小車作為現代的新發明，是世界車輛工程領域研究的熱點和汽車工業增長的新動力。它可以按照預先設定的模式在一個環境里自動的運作，不需要人為的管理，可以應用在科學勘探、無人駕駛機動車、無人工廠、倉庫、服務機器人等等。智能小車能夠實時顯示時間、速度、里程，具有自動尋跡、尋光、避障功能，可遠程控制行駛速度、準確定位停車，遠程傳輸圖像等功能。在本次自動尋跡小車測控系統的設計中，基于單片機控制技術，通過傳感器給出信號驅動兩個直流電機正反運動，以實現小車在白色地面上尋著黑色線路正確行使。小車的尋跡和避障功能在生產生活中都有著廣泛的用途。例如：可以用在大的生產車間的物流系統中，按照預先設定的路線來傳輸貨物自動躲避障礙從而使工作更加安全和效率更高。 1.2 題目國內外研究現狀及趨勢 目前對智能車輛的研究主要致力于提高汽車的安全性、舒適性，以及提供優良的人車交互界面。智能化、IT化和新能源是未來智能汽車發展的趨勢。 2017年12月2日，深圳的無人駕駛公交車正式上路，從深圳福田穿梭駛出。支撐這次無人駕駛的“阿爾法巴-智能駕駛公交系統”，是由中國企業自主研發的無人駕駛系統，目前，已實現自動駕駛下的行人、車輛檢測、減速避讓、緊急停車、障礙物繞行、變道、自動按站停靠等功能。 本次自動尋跡電動小車系統設計，是智能尋跡小車中最普通常見的功能。在全國乃至國際大學生智能小車比賽中，往往增加了設計難度。如不通過光電對管，紅外線等視覺傳感器或激光掃描檢測線路，而是通過電磁模塊檢測中間黑線下埋設的漆包線以供賽車檢測賽道；對現場光線的正確探測以達到黑夜行駛；非勻速行駛記憶算法的創新；圖像采集和處理的重要性等。我們可以使它實現WIFI控制，藍牙傳輸，自動報警，紅外遙控等多種功能，實現了更加智能的電動小車設計。功能的逐漸強大，更是為了能應用于快速發展的智能汽車行業。如今的汽車行業在人工智能領域的發展可謂勢如破竹，智能汽車遍地開花。 1,3 設計思想及技術路線 通過紅外線對黑色路線進行尋跡，將收到的信號傳送給單片機，使其控制小車無偏差行駛。當小車沿著路面的黑色軌道行駛遇到障礙物時，傳感器檢測到信號就可確認前方有障礙物，并將信號傳送給單片機，單片機進行一系列分析后由內部程序控制小車后退、轉向，從而實現避障功能。為實現此功能，需要設置尋跡模塊和避障模塊發送信號給單片機STC89C52以此驅動電機進行準確的行駛。技術路線如圖1.3所示： 檢測信號 單片機 驅動 電機 圖1.3 技術路線 2．主要設計內容 2.1 主要設計內容 該小車有五大組成部分：避障模塊，尋跡模快，驅動模塊，單片機控制模塊，電源模塊。 避障模塊：采用超聲波控制，能準確探測周圍障礙物。尋跡模快：采用紅外線精確探測，減小路線誤差，以實現勻速穩定運行。單片機：對其進行編程控制電機相應運動。電源模塊：使用5節1.5V干電池實現對單片機、驅動和電機供電。電機驅動模塊：使用直流電機即可，一個驅動板能同時驅動2個直流電機。通過設計電路圖，硬件連接，軟件編程和最終調試，完成此次設計。 2.2 總體設計方案 圖2.2 單片機 電機驅動 避障模塊 尋跡模塊 電源模塊 總體設計方案 該系統采用模塊化控制方案，本課題主要開發一個能自動循跡，自動避障的智能小車控制系統。本設計以兩個直流電動機為主要驅動，通過尋跡模塊和避障模塊采集周圍信息，送入主控單元STC89C52單片機，通過編程有序合理的將各模塊信號整合在一起后控制電機完成相應動作，實現了智能控制。 2.3 設計的預期目標 1.按下啟動鍵，小車能自動按照白色地面的黑色線路勻速行駛，完成一圈的尋跡，其中包括前進，左轉，右轉，剎車停止，且不出現路線偏移。當遇到障礙物時，小車立即后退并通過轉向躲避障礙物。 2.行走路線中心點始終與黑色線路的中心位置重合。 3.超聲波避障距離小于0.5m. 3．工作計劃及進度安排 第1周 收集畢業設計相關資料，準備畢業翻譯和開題報告 第2周 確定畢業設計總體方案，確保合理性 第3周 撰寫開題報告，確認后提交 第4周 學習和掌握電動小車的結構和工作原理 第5周 根據控制要求初步確定所使用的元器件 第6周 復習單片機的相關知識，完成所需硬件相關的電路設計 第7周 確定電路原理圖并仿真 第8周 硬件組裝 第9周 編寫程序 第10周 運用電腦軟件初步對程序進行調試 第11周 配合智能小車硬件部分，并完善功能，達到設計要求 第12周 對智能小車性能進行測試并記錄 第13周 撰寫畢業設計論文 第14周 經指導老師審核確認后，完成畢業論文 第15周 提前準備畢業設計答辯 第16周 完成畢業設計答辯 4．可行性分析 4.1 技術可行性 單片機