自主尋徑智能小車的設(shè)計與實現(xiàn)

梁奐暉 簡碧園 李江海

對圖2中所示智能小車的控制，采用模塊化的結(jié)構(gòu)實現(xiàn)，主要功能對傳感器信號的采集和控制，對電機前進(jìn)后退，左轉(zhuǎn)右轉(zhuǎn)的速度進(jìn)行調(diào)節(jié)，實現(xiàn)機器人靈活避障尋徑，系統(tǒng)程序控制如圖3所示。

最后是對避障算法的優(yōu)化進(jìn)行研究，利用PWM信號實現(xiàn)對電機和舵機的控制。PWM（Pulse Width Modulation）控制是對脈沖的寬度進(jìn)行調(diào)制的技術(shù)，即通過對一系列脈沖的寬度進(jìn)行調(diào)制，來等效地獲得所需要波形（含形狀和幅值）。在本系統(tǒng)中PWM信號由單片機內(nèi)部的定時器產(chǎn)生。對智能小車電機馬達(dá)的控制，利用單片機內(nèi)部時鐘震蕩電路的同時還集成了時鐘輸出和向上或向下計數(shù)器等多種功能，非常適合進(jìn)行小車的電機馬達(dá)控制。另外還可通過移動端對單片機的工作模式進(jìn)行選擇。

3 系統(tǒng)調(diào)試

不失一般性，以循徑功能測試為例進(jìn)行描述。在測試循徑功能時，如果中間探測頭P01右測到黑線，則小車前進(jìn)；如果右邊探測頭P02測到黑線，則小車偏了，小車左轉(zhuǎn)彎，如果三個探測頭全部測到黑線，則小車到達(dá)終點，停車。當(dāng)傳感器檢測到黑線，對主控的STC89C52芯片來說，相應(yīng)輸入為1，沒檢測到黑線則輸入為0。根據(jù)傳感器接收信號的差異，對電機驅(qū)動輸出不同信號進(jìn)行相應(yīng)的控制，如表1所示。經(jīng)測試，電機的實際工作狀態(tài)能達(dá)到系統(tǒng)設(shè)計的期望值。

4 結(jié) 論

本文中智能小車的系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)主要基于單片機控制和傳感器技術(shù)，根據(jù)設(shè)計要求，從性價比的角度出發(fā)，以STC89C52單片機為主控芯片，采用多種傳感器獲取場景信息，采用C51編程實現(xiàn)對系統(tǒng)的控制，并完成對電機的驅(qū)動，完成了一個功能模塊化，反應(yīng)較為靈敏的智能小車的設(shè)計和實現(xiàn)，并且小車具備循跡，自主尋徑避障功能。對該避障小車的避障測試實驗結(jié)果表明，該避障小車能夠很好地按照預(yù)期完成避障動作，并且能夠快速運動靈敏避障，效果良好，運行穩(wěn)定性較好。

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