智能小车开题报告

华侨大学厦门工学院毕业设计(论文)开题报告

系：电气工程系 专业班级：电气工程及其自动化4班 姓名 魏雄飞 学号 1102104031 指导 教师 晏来成 职称 讲师、硕士 学历 课题名称 智能小车软件系统设计 工程设计 应用研究 开发研究 基础研究 其他 毕业设计（论文）类型（划√） √ 一、本课题的研究目的和意义： 随着我国科学技的进步，智能化和自动化技术越来越普及。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统，智能小车是一个多种高新技术的集成体，它集中地运用了计算机、传感、信息、通信、导航、人工智能及自动控等技术，是典型的高新技术综合体它在军事、民用和科学研究等方面已获得了应用，对解决道路交通安 全提供了一种新的途径。随着汽车工业的迅速发展，关于汽车的研究也就越来越受人关注。 智能车辆是目前世界车辆工程领域研究的热点和汽车工业增长的新动向。随着企业生产技术的不断提高以及对自动化技术要求的不断加深，智能车辆已在许多工业部门获得了广泛的应用。无论是从科学发展、理论研究的角度，还是从汽车工业发展以及市场竞争的角度看，对智能车辆的研究都是必要的。而智能小车的研究及相关产品开发也将有利于我国在此领域技术发展与进步。因此，研制一种智能，高效的智能小车控制系统具有重要的实际意义和科学理论价值。 二、文献综述（国内外研究情况及其发展）：

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 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（Navlab1—Navlab10）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、本课题的主要研究内容（提纲）和成果形式： 本课题主要开发一个能自动循迹，自动避障，超声波测距和红外遥控的智能小车控制系统。设计主要以简易智能机器人为开发平台，选择通用、价廉的STC89C51单片机为控制平台，选择常见的电机模型车为机械平台，通过细化设计要求，结合传感器技术和电机控制技术相关知识实现小车的各种功能。设计完成以由红外线对管的自动寻迹、红外线自动避障、超声波测距、红外线遥控组成的硬件模块结合软件设计组成多功能智能小车，共同实现小车的前进倒退、转向行驶，自动根据地面黑线寻迹导航，检测障碍物后停止，红外人工遥控等功能，实现智能控制，达到设计目标。 根据设计的作品要达到的效果，本系统以STC89C51为核心控制器，主要由电源模块、电机驱动模块、寻迹模块、避障模块、超声波测距模块、红外线遥控模块构成。 四、拟解决的关键问题： 自动寻迹小车实现的功能主要是使小车按照事先有的固定轨迹行驶，行驶中会有一些弯路出现，小车自动调整方向，以及在行驶过程中出现偏转的情况，小车自动调整行驶路线，保证小车不会行驶到轨迹外面。可选用红外发射管和接收管自己制作光电对管寻迹传感器，在车的前面和后面各安装一个，并编写必要的软件程序，以实现对小车的行驶控制。 五、研究思路、方法和步骤： 认真详细的阅读任务书，深刻了解主要的内容和要求。查阅与智能小车相关的书籍，了解智能小车的工作原理。复习单片机的相关知识，查阅与所需硬件相关的电路设计，明确控制要求，绘制电路连接图。参考文献，检查电路图的正确性。根据电路连接图焊接电路板，制作智能小车模型。分析操作流程，绘制程序流程图。编写程序代码。运用电脑软件初步对程序进行调试。配合智能小车硬件部分，并完善功能，达到设计要求。 避障单元方案 用漫反射式光电开关进行避障。光电开关的工作原理是根据光线发射头发出的光束，被物体反射，其接收电路据此做出判断反应，物体对红外光由同步回路选通而检测物体的有无。当有光线反射回来时，输出低电平。当没有光线反射回来时，输出高电平。 寻迹单元方案 利用寻迹来引导小车到达用户所指定的地点。采用红外发射管和接收管光电对管寻迹传感器。红外发射管发出红外线，当发出的红外线照射到白色的平面后反射，若红外接收管能接收到反射回的光线则检测出白线继而输出低电平，若接收不到发射管发出的光线则检测出黑线继而输出高电平 六、本课题的进度安排： 第1-2周，选择控制器和主要芯片，撰写开题报告 第3-5周，查阅相关资料，完成外文翻译 第6-7周，学习编程，进行软件的初步编程 第8-9周，完成软件部分的设计 第10-14周，对课设做最后的整合 七、参考文献： 1. 曾增烽，刘浩，李雪，基于51单片机的串行通信协议的实现[J]，中国矿业大学 信电学院，221008； 2. 赵海兰，基于单片机的红外遥控智能小车的设计[J]，无线互联科技-2011年3期； 3. 何立民 单片机技术的现状与未来[J] 中国计算机报 1995年 No：30； 4. 周淑娟，基于单片机智能寻迹小车的设计方案[J]，工业技术与职业教育-2011年6月第9卷第2期； 5. 韩毅，杨天. 基于HCS12单片机的智能寻迹模型车的设计与实现[J].学术期刊，2008，29（18）：1535-1955； 6. 于连国,李伟,王妍玮, 基于单片机的智能小车设计[J], 林业机械与木工设备-2011年4期； 7. 赵振德，多功能遥控智能小车的制作[J]，电子制作-2011年4期； 七、指导老师意见： 指导老师（签名）： 年 月 日 八、系意见： 系主任（签名）： 年 月 日 注：本表可续页

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