智能小车迷宫算法

直流电机现场可编程小车应用迷宫算法问题研究

摘要：笔者基于自己制作的一款可编程小车为研究对象，探讨了一下迷宫算法在实际的应用中会出现的问题。本文首先介绍了这款可编程小车所用芯片Cortex——M3的优点以及在这款小车中所起的至关重要的作用，特别是介绍了其优点在笔者所作小车的设计过程中起到的举足轻重的作用。然后介绍了这款小车笔者所设计的指令系统。通过这套指令系统，在分析如何精确控制直流电机后，笔者讨论了迷宫搜索算法，以及如何将迷宫搜索算法的结果应用到小车上。本文所讨论的内容完全可以设计成设计一套指令让小车自行寻找，这种思想对于复杂情况下小车的行进以及救援工作具有重要意义。

一、

现场可编程小车基本构架

我们制作的小车基于Cortex—M3内核，集成了热释红外模块，超声波模块，摄像头模块以及无线串口模块，在小车层次上实现了单步执行指令和执行程序的功能。 1. Cortex-M3 内核

Cortex-M3是一款物美价廉的处理器，在【1】中我们可以看到它的优点： ?性能强劲。在相同的主频下能做处理更多的任务，全力支持劲爆的程序设计。 ?功耗低。延长了电池的寿命——这简直就是便携式设备的命门（如无线网络应

用）。

?实时性好。采用了很前卫甚至革命性

线迷宫小车算法(1)center 311 lab2智能小车设计方案

**********************迷宫算法设计*********************

路径主要有如下可能

通过分析我们可以将迷宫线做如下分析

我们将迷宫的入口和出口用两条相互闭合的线连接起来，红线和黑线分别代表小车运行时的左侧和右侧，只要小车沿着其中任何条线来行使，小车定能走出迷宫。

我们假设小车沿着左侧红线行使。并在到达岔路口时做如下判断：

注：B代表 Back 返回

A 代表 Advance 前进

R 代表 Right 右转

L 代表 Left 左转

线迷宫小车算法(1)center 311 lab2智能小车设计方案

有图可以看出 沿着左侧红线行走时 遇到第一个“左前路口”记录“L”，遇到“死胡同路口”时做了一个180度转弯 记录“B”继续行走遇到第三个路口“丁字路口”记录“L”

当遇到死胡同时说明此岔路口为错误路线记录为“LBL”那么当遇到这个路口时我们可以用“A”来代替。“LBL”=“A”

小车继续行走遇到“前右路口”继续前进记录“A”，遇到死胡同记录“B”又遇到“左前路口”记录“L”，小车遇到了“死胡同”说明小车走错了路线记录了如下数据：“ABL”

可以看出

有一个车迷，他对摩托车特别感兴趣，简直可以用忘乎所以来形容。

他告诉我，他长大以后有一个目标，就是靠自己挣钱买一辆哈雷滑翔，这就导致他无时不刻都在想着这事。

他回到家，神情恍惚地写作业，顿时来了精神气。他问妈妈要来手机，打开淘宝，搜起了摩托车。他搜的车型很多，有：重机车，轻型车，越野车。每看到一辆他喜欢的摩托车，他就会大叫：哇！这辆好酷，这不就是那个？吗？”之类的话。并且有时躺在床上时，他也会拿出手机查摩托车，以至于有时候他的看书任务也会被搜摩托车取而代作文之。

他的妈妈为了防止他走火入魔，对他进行了这方面的严管，禁止他再上网搜摩托车，但这并不能阻挡他对摩托车的热爱。他想尽一切办法，让自己的自由时间多起来。在他空闲的时候，他就会上网百度有关摩托车的知识：比如双平衡轴是什么”、摩托车如何换挡”等等这一类的问题。长期这样坚持，他对摩托车的了解已经非常深入了。他知道很多有关摩托车的知识，有时还会把他妈妈说得晕头转向。可是，谁让他对摩托车这么感兴趣呢？他妈妈也阻止不了呀！

那么这位小车迷又是谁呢？哈哈！就是敝人。

摘要摘要走迷宫智能小车主要是基于自主反应式智能系统原理。利用反射式红外传感器来导引，采用与地面颜色有较大差别的导引线，红外一体化接收头来检测障碍物的位置，通过改变单片机产生的PWM方波的占空比，使其能在设计范围内可实现任意角度移动，实现小车识别路线，进行自主迷宫探路，判断并实现自动避障，选择正确的行进路线。驱动电机采用直流电机，电机控制方式为单向PWM开环控制。控制核心采用MSP430单片机，仅用一块单片机就实现了信号采集，路线判断，电机控制。该技术可以应用于无人工厂，仓库，服务机器人等领域。总体规划对于走迷宫小车控制系统设计主要有三个方面：一、控制电路设计；二、传感器选择以及安放位置设计；三、程序设计。从总的方面来考虑，传感器的使用数量应该尽量少以减少单片机的信号处理量，但是又必须能使小车行驶自如。控制电路要根据选用的电机和传感器来设计，主要考虑稳定性，抗干扰性。关键词：MSP430迷宫算法避障寻迹PWMSelectionParagraphFormatLineSpacingLinesToPointsSelectionParagraphFormatLineSpacingLinesToPointselectionParagraaaaaaaaaa

有的同学是最好的班长，有的同学是最好的儿子，有的同学是最好的画家而我是最好的小车迷。

我从小就对汽车感兴趣，留心学习有关汽车的各种知识。记得有一次，我在我们院子里玩耍，边玩嘴里哼着小歌：你是我的小呀小苹果，怎么爱你都不嫌多”突然，我看到那边有一位叔叔，站在他的汽车前徘徊着。我走进汽车一看，原来叔叔的车坏了。我对叔叔说：叔叔你发动一下车好吗？我帮你看看，是汽车的哪个部件出了问题。”叔叔说：好呀！”叔叔拧动钥匙，我仔细一听，终于听到了不对的地方。我觉得，这是火塞花与火塞花不接触的原因。我告诉了叔叔。叔叔疑惑地问我：你怎么知道我的车是火塞花这里有问题？”我说：我经常看汽车的资料，我也经常留心爸爸的汽车。以前遇到过类似的故障。”叔叔听了我的作文话，点点头说：我来试试吧！”按照我的提议，叔叔不一会儿就把车修好了。他的车顺利地发动了。叔叔高兴地用赞许的目光看着我说：你真棒，是个小车迷！”

记得还有一次，我和爸爸一起去看车展。来到车展中心，那里的汽车琳琅满目，各种汽车应有尽有。爸爸问我：褚高，你能把这里的汽车名说出来吗？”我拉着爸爸的手，一边走一边指着汽车说：这是奔

襄 樊 学 院

毕 业 论 文（设计）

论文题目：基于AVR单片机的智能灭火小车的设计 EnglishTopic：The Design of Intelligent Fire-fighting Car Based on AVR MCU

系 别：物理与电子信息工程学院 专 业： 07自动化 班 级： 0711 学 号： 07111056 学生姓名： 章振保 指导教师： 贾 巍

2011年 月 日

基于AVR单片机的智能灭火小车的设计

摘要：随着社会与国家的发展，现代火灾及时补救已成为迫在眉睫需要解决的问题，救火早一刻就少一分损失，消防救援人员固然速度已经很快，但也需要一段不小的时间，而且进入救火现场还有生命危险的可能，于是灭火智能小车的理念诞生了。本设计主要就是针对消防智能技术的制作与研究，小车以ATMEGA128单片机为控制核心，加以电源电路、电机驱动、光电传感电路、火焰检测电路、灭火风扇以及其它电路构成。电源电路提供系统所

襄 樊 学 院

毕 业 论 文（设计）

论文题目：基于AVR单片机的智能灭火小车的设计 EnglishTopic：The Design of Intelligent Fire-fighting Car Based on AVR MCU

系 别：物理与电子信息工程学院 专 业： 07自动化 班 级： 0711 学 号： 07111056 学生姓名： 章振保 指导教师： 贾 巍

2011年 月 日

基于AVR单片机的智能灭火小车的设计

摘要：随着社会与国家的发展，现代火灾及时补救已成为迫在眉睫需要解决的问题，救火早一刻就少一分损失，消防救援人员固然速度已经很快，但也需要一段不小的时间，而且进入救火现场还有生命危险的可能，于是灭火智能小车的理念诞生了。本设计主要就是针对消防智能技术的制作与研究，小车以ATMEGA128单片机为控制核心，加以电源电路、电机驱动、光电传感电路、火焰检测电路、灭火风扇以及其它电路构成。电源电路提供系统所

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智能循迹小车设计方案 智能循迹小车方案

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?? 自动化06--2班 2009年6月5日 自动寻迹小车 摘要 本寻迹小车是以PCB电路板为车架，AT89S51单片机为控制核心，加以直流电机、光电传感器和电源电路以及其他电路构成。系统由AT89S51通过IO口控制小车的前进后退以及转向。寻迹由RPR2…

??各省主要风电塔架制造厂名单 序号 123456789101112131415161718192021222324 公司名称 甘肃玉门锦辉长城甘肃科耀电力有限公司 北车集团兰州金牛轨道交通装备有限公司河北强盛风电设备有限公司保定天威电气设备结构有限公司…

??学习“七.一”讲话精神，深入剖析“四种危险” 胡锦涛在党庆90年大会上，总结了建党以来的“三件大事”和“两大成果”，提出了往后“两个宏伟目标”，指出中共面临“四种考验”和存在“四种危险”。整篇讲话与时俱进，有新意，有不少新提法，是一篇回顾历史、总结经…

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?? 自动化06--2班 ??

??2009年6月5日 ??自动寻迹小车 ??摘要

??本寻迹小车是以PCB电路板为车架，AT89S51单片机为控制核心，加以直流电机、光电传感器和

简易智能电动车

摘要

简易智能电动车实现了路面标识跟踪、金属探测、曲线行驶、躲避障碍物、寻找光源以及安全进入车库等功能，并且能够在行驶过程中用语音、指示灯等方式提示电动车的行驶状态。

采用左右独立的传动模式行驶，通过光电、红外和接近开关等传感器，由单片机系统来决策智能车的行驶状态。采用PWM技术实现了电动机的多级调速；采用硬件自学习电路提高对不同黑白程度路面的适应能力。独特的雷达扫描式光电探测装置保证了光源探测的灵活性，提高了控制决策的有效性。

不同路段的软件模块对各个传感器赋以不同的权值，提高了各个路段行驶策略的针对性。通过均值采样算法降低了噪声信号的干扰，通过模糊控制算法实现了智能避障和光源跟踪。采用原子模块循环法实现数据采集、分析、处理和控制输出。

关键词：电动车 智能 PWM 硬件自学习 雷达扫描式光电探测

原子模块循环法

·94·

一、方案选择与论证

1、运动方式的选择

通常的运动方法有轮式和履带驱动式两种，其选择依赖于路面状况、机械复杂性和控制复杂性。

方案一：采用四轮——常见的汽车结构模式

特点是一个马达作为动力，通过变速箱驱动后轮；另一个马达转动导向轮来决定行驶方向。优点是在直道行驶速度较快、方向和速度相互独立。缺

简易智能电动车

摘要

简易智能电动车实现了路面标识跟踪、金属探测、曲线行驶、躲避障碍物、寻找光源以及安全进入车库等功能，并且能够在行驶过程中用语音、指示灯等方式提示电动车的行驶状态。

采用左右独立的传动模式行驶，通过光电、红外和接近开关等传感器，由单片机系统来决策智能车的行驶状态。采用PWM技术实现了电动机的多级调速；采用硬件自学习电路提高对不同黑白程度路面的适应能力。独特的雷达扫描式光电探测装置保证了光源探测的灵活性，提高了控制决策的有效性。

不同路段的软件模块对各个传感器赋以不同的权值，提高了各个路段行驶策略的针对性。通过均值采样算法降低了噪声信号的干扰，通过模糊控制算法实现了智能避障和光源跟踪。采用原子模块循环法实现数据采集、分析、处理和控制输出。

关键词：电动车 智能 PWM 硬件自学习 雷达扫描式光电探测

原子模块循环法

·94·

一、方案选择与论证

1、运动方式的选择

通常的运动方法有轮式和履带驱动式两种，其选择依赖于路面状况、机械复杂性和控制复杂性。

方案一：采用四轮——常见的汽车结构模式

特点是一个马达作为动力，通过变速箱驱动后轮；另一个马达转动导向轮来决定行驶方向。优点是在直道行驶速度较快、方向和速度相互独立。缺