，控制繁琐，成本也较高，在控制精度要求不高的场合不宜使用。方案三该方案小车的行走结构简图如图所示。采用前两轮作驱动轮，后轮作随动轮。其最大的特点是控制前两轮的速度可以的进行左右转向，这样可以减小转弯半径，提高回转精度。故其既有三轮车转向灵活的特点，又有四轮车承载能力强，运行稳定的特点，适合转弯频繁转弯半径较小的场合。但其有个的缺点是转向时对驱动轮的速动控制要求较高，转向完成后对两轮进行适当的修正。图方案三小车行走机构简图根据以上方案的拟定和比较，确定小车的机械部分实现的方法采用方案二手工制作。行走机构选用方案三，这是本设计的大创新，在同类制作中属于首例。控制单元方案的拟定与比较方案采用各类数字电路来组成小车的控制系统，对外围路经检测信号，红外遥控信号，避障信号进行处理。本方案电路复杂，灵活性不高，效率低，不利于小车智能化的扩展，对各路信号处理比较困难。方案二采用单片机来作整车的控制单元。单片机是款低功耗，高性能的为单片机，个口，个可编程位定时器计数器和个中断源。采用软件方法解决复杂的硬件电路部分，使系统硬件简洁灵活，各类功能易于实现，能很好的满足设计的要求。方案三采用系列单片机，具有体积小，驱动能力强集成度高易扩展可靠性好低功耗系统功能强大片上集成度密集处理速度快稳定性强等特点。适合作为大规模实时系统的控制核心。比较以上三种方案，方案二简洁灵活可扩展性好。能达到设计的要求，且有定的智能化，故采用方案二来实现。传感检测部分方案的拟定与比较传感检测部分由遥控模块路径检测模块和避障模块组成。遥控模块方案采用红外遥控，红外遥控是利用波长为之间的近红外线来传达控制信号的，般由发射和接受两部分组成。其特点是方向性好，不受电磁干扰，不影响周边环境，不干扰其他电气设备，解码容易，可进行多路遥控，在家用电器的遥控设备当中得到了广泛的应用。但其不能阻挡，遥控距离不能超出，在远距离控制中有定的局限性。方案二采用无线电遥控，无线电遥控是用无线电波来传送控制信号的，常用的编码方式有两种固定吗和滚动码两种。它的特点是无方向性，可以不面对面控制，遥控距离远，可达数十米，甚至数公里，但易受电磁干扰。在工业控制领域中达到了广泛的应用。本设计遥控距离有限，选用红外遥控可达到设计要求，并且红外遥控编码程序已在遥控器中固化，不需要进行编程，给设计带来了方便。路径检测模块方案采用光敏电阻组成光敏探测器，光敏电阻的阻值可以跟随周围环境光线的变化而变化。当光线照射到白线上面时，光线反射强烈，光线照射到黑线上时，光线反射较弱。因此光敏电阻在白线和黑线上方时，阻值会发生明显变化。将阻值的变化值经过比较器可获得高低电平。但这种方案受光照影响较大。不能够稳定的工作。方案二采用红外对管光电寻线传感器。由红外发射管和接收管两部分组成，红外发射管发出红外线，当发出的红外线照射到白色地面时，地面将红外线反射到接收管，接受三极管导通，输出低电平当发出的红外线照射到黑色地面时，黑色地面将光线吸收，接受管没有接收到反射后的红外线而使三极管截止，输出高电平。这样外接个比较器就可以与单片机连接，减少电路的连接，给设计带来了方便，但周围环境对其有定的影响。方案三采用型光电对管。是种体化反射型光电探测器，其发射器是个砷化镓红外发射管，而接收器是个高灵敏度，硅平面光电三极管。其具有灵敏度高体积小工作性能稳定的特点，但其价格高，购买不不方便。综合以上三种方案选择方案二作为路径检测模块。避障模块方案使用超声波探测器。超声波探测器探测距离远，测距方便。但由于声波衍射现象较严重，且波包扩散大，易造成障碍物的判断。同时，超声波探测具有几厘米甚至几十厘米的盲区。方案二使用红外避障传感器，红外传感器是种集发射与接收鱼体的光电传感器。具有探测距离远受可见光干扰小价格便宜易于安装使用方便等特点，广泛应用于机器人避障流水线计件等众多场合。方案三使用光电对管。光电对管价格低廉，性能稳定，反应灵敏，但其探测距离近，般不超过，要求小车制动性能好，对颜色比较敏感，反光物体的探测效果好于吸光物体的探测效果。虽然红外避障传感器有诸多优点，但由于手头只有光电对管，加之小车的运行速度慢，光电对管也能实现简单避障功能，选择方案三。电机方案的拟定与比较电机驱动方案选用步进电机，步进电机是将电脉冲信号转变为角位移的线位移的开环控制元件。电机的停止位置转速和转向取决于脉冲信号的个数脉冲信号的频率和通电的相序。其最大的特点是抗干扰能力强无累积误差控制性能好等特点，常被用作般精度的开环控制系统中。但其运行速度慢，成本高必须用驱动装置来驱动，不适应于小车等有定速度要求系统。方案二选用直流减速电机，直流减速电机转动力矩大，体积小，重按下键左后倒车按下键右后倒车按下键暂停避障程序避障函数前边无障碍向前行走正前方有障碍立即刹车停止短暂延时向后倒车左转右后倒车左转左边有障碍立即刹车停止短暂延时向后倒车右转右边有障碍立即刹车停止短暂延时向后倒车左转第四章软硬件系统调试为了使智能小车在不同的条件不同的环境中能够正常运行，以路径检测场景为例，对小车进行了调试。路径检测调试场景路径检测调试场景引导线如图所示。图路径检测调试场景引导线图调试结果调试过程中，采用顺时针次和逆时针次两个方向进行调试，且每次圈，以此来检测智能小车的运行情况。调试结果如表所示。表路径检测调试结果表调试序号运行方向完成效果脱离引导线次数起点位置顺时针完成圈顺时针完成圈顺时针完成圈逆时针完成圈逆时针完成圈逆时针完成圈结果分析由表可知，智能小车基本满足本设计的要求，能适应不同条件，不同环境下运行，其具有定程度的智能化。参考文献王应军，赵晨萍，刘文闯基于单片机的智能小车设计福建电脑，第期彭准，姜小宝，庄明加，保和平种基于单片机控制的寻迹小车设计天津科技大学学报安岩自动循迹智能小车的设计智能车制作网韩建海工业机器人武汉华中科技大学出版社，王艳基于单片机的红外遥控小车设计和制作电子制作使用手册王守中读就通单片机开发，电子工业出版社，陆彬天学通单片机开发，电子工业出版社，孙绪才在直流电机调速系统中的应用潍坊学院学报张建明机电体化系统设计，高等教育出版社，戴培山，冯成德，刘栋基于的红外要空姐吗设计自动化与仪器仪表鲍存会模糊控制在自主循迹模型车控制中的应用陕西理工学院学报孙绍杰，齐晓慧种基于模糊控制的智能车转向控制算法研究为计算机应用杨路明语言程序设计教程北京邮电大学出版社，辞谢本设计及论文是在张伟老师的在指导下完成的，特别感谢张老师在本设计的完过程中成中给予极大的支持和指导，在设计的过程中遇到了许多的难题，使设计的进程时间拉长了很大的距离，但在张老师和许多老师及同学的帮助下逐渐克服了这些难题，使我们的设计能够顺利地进行，在此特别向他们表示感谢和衷心的敬畏。在设计的进程中我们多次和张老师讨论设计的内容和出现的问题，张老师都认真仔细的帮助我指导我们，另外要感谢信息学院的谢清老师，他给我们提供了他们学院的实验室，这是个很好的制作和调试的场所，在单片机编程的过程中也要感谢信息学院的朱顺文老师严芹老师和屈小平等，他们给我们讲解了编程的方法及技巧等。在机械部分的设计中林伟明老师给了我们许多的建议，使是设计能够顺利地进行。还要感谢学校的图书馆资源，在设计的过程中多次登录图书馆网站查询相关论文资料，特别是数据库的优秀论文资料对本设计的内容提供了非常关键的的指导作用。附录附图系统原理图附图小车实物图目录引言第章小车总体系统方案的设计械部分方案的拟定与比较实现方法行走机构控制单元方案的拟定与比较传感检测部分方案的拟定与比较遥控模块路径检测模块避障模块电机方案的拟定与比较电机驱动电机驱动芯片电源模块方案的拟定与比较系统方案的总体确定第二章硬件电路的设计电源模块电路设计控制单元电路设计时钟电路复位电路并口下载线电路电机驱动电路红外遥控电路发射部分接收部分路经检测电路避障电路第三章系统软件设计模糊控制算法模糊理论的发展模糊控制算法原理智能小车的模糊控制算法模糊化模糊规则库的建立编程软件简介软件设计软件设计思路各模块流程图和程序设计第四章软硬件系统调试路径检测调试场景调试结果结果分析参考文献辞谢附录引言随着控制技术计算机技术信息处理技术和传感器检测技术以及汽车工业的飞速发展，智能小车在工业生产和日常生活中已经扮演了非常重要的角色，近年来，智能车在野外道路现代物流及柔性制造系统中都有广泛应用，已成为人工智能领域研究和发展的热点之。智能小车作为移动式机器人的个重要分支，具有环境感知规划决策自动行驶等功能，它是计算机控制与电子技术的融合，集传感探测光源障碍物单片机自动控制电机调速等体可以说是计算机传感器信息通讯导航人工智能及自动控制等技术于体高新技术综合体。现在，机械电气和电子信息已经不再明显分家，自动控制在工业领域中的地位已经越来越重要，特别是作为机械行业的代表产品汽车，其与电子信息产业的融合速度也显著提高，呈现出两个明显的特点是电子装置占汽车整车特别是轿车的价值量比例逐步提高，汽车将由以机械产品为主向高级的机电体化方向发展二是汽车开始向电子化多媒体化和智能化方向发展，使其不仅作为种代步工具同时能具有交通娱乐办公和通讯等多种功能。另外，大学生各种大型的创新比赛中，智能车已是个不可缺少的部分，比如亚洲广播电视联盟亚太地区机器人大赛全国大学生飞思卡尔杯智能汽车竞赛等众多重要竞赛都有智能车的登场，设计与制作智能车能很好的培养大学生对于机电体化的兴趣与强化机电体化的相关知识。为了适应机电体化的发展和自己所学知识的有机结合，提出寻迹避障遥控于体智能小车的构想，目的在于通过设计并制作辆具有寻迹避障遥控智能化小车，获得项目整体设计的能力，并掌