竞赛题目: rtyrty
基于光电导航的智能移动测量小车 学生姓名：
指导教师：
决赛编号：
引言
全国大学生光电设计竞赛由中国光学学会主办，目前已成功举办三届。竞赛意旨促进光电知识的普及，加强大学生实践、创新能力和团队精神的锻炼与培养，促进高等教育改革。其设计内容涵盖了控制、模式识别、传感技术、汽车电子、电气、计算机、机械、能源等多个学科的知识，对学生的知识融合和实践动手能力的培养，具有良好的推动作用。光电导航的智能移动测量小车系统，由微控制器、电源管理单元、路径识别电路、舵机控制单元、小树计数电路、隧道长度测量单元和直流驱动电机控制单元组成。本系统以STC12C5A16S2飞盘制作
单片机为控制核心，并采用Keil uVision4软件编程。运用红外发射接收对管对道路信息进行采集，并采用PWM技术来控制舵机的转向和电机转速，并且能够同时实现隧道长度测量值和小树数 目检测值的显示功能。各个部分经过MCU的协调处理，能够以较快的速度在指定的轨迹上行驶，在进弯道之前能够提前减速并改变角度，达到平滑转弯的效果。
在前几个月的努力中，我们自主设计机械结构和控制电路，构思独特算法，并一次次地对单片机具体参数进行调试。可以说，这辆在跑道上奔驰的小车凝聚着我们的汗水和智慧。
在准备比赛的过程中，我们小组成员涉猎多个学科，这次磨练对我们的知识融合和实践动手能力的培养有极大的推动作用。
1. 智能移动测量小车系统总体设计
1.1、路径识别传感器的选定
路径识别模块是智能车系统的关键模块之一，路径识别方案的好坏，直接关系到最终性能的优劣，因此，选定白线识别传感器模块是总体方案确立的首要步骤。我们使用光电发射接收管来检测白线： 光电发射管发射出光，经过赛道的反射回来，由于白平面和深绿平面反射光强度不同，
不同位置上的光电接收管接收到强弱不同的光，因此可以判断出白线相对小车的位置。这种检测的方法明显的优点是检测速度快，检测的方法简单，成本相对低廉。
1.2、系统总体设计及框图
光电导航的智能移动测量小车系统采用STC12C5A60S2单片机作为核心控制单元用于智能车系统的控制。由电源模块、传感器模块、直流电机驱动模块、转向电机控制模块、单片机模块等组成，如图1.2所示。智能车系统工作电压为+5V，电源电压直接供给电机驱动模块控制电机，经过电源转换模块后获得的5V直流电压给转向舵机、煮机坛子MCU以及光电传感器供电。在选定系统采用光电传感器后，由安装在车前部的光电传感器负责采集信号，并将采集到的信号传入核心控制单元，核心控制单元对信号进行判别处理后，产生SPWM波，分别对转向舵机、直流电机进行控制，完成智能车的转向、前进和制动。
图1.2 智能车系统总体框图
2.技术路线及可行性分析
2.1、电源
三块3.7V的可充电锂电池串联为整个系统供电，但大多数器件都在5V左右的电压工作，因此需将电压降压到5V。可以采用常用的稳压芯片如LM7805等，但此类线性稳压电源效率一般较低，尤其是在系统耗电量较大的时候。于是我们采用了开关型降压电源，产生5V直流电源为控制系统和传感器供电。
2.2、车速控制
智能电位器利用集成芯片L298N中两个 “H桥”来控制两个电机的转动，使两个电机速度不同就可实现小车的转弯。单片机向L298N输出不同占空比的SPWM波控制电机的转动速度。
2.3、路径识别
七对红外对管排成“一”字型固定在小车前方，由于地面颜不同反射光强也不同，通过检测接受到的信号强度来确定小车具体所在的位子。利用控制端控制电机与舵机，从而实现智能车的自动寻迹行驶。
2.4、测量隧道长度
红外接收管垂直向上，根据在隧道内外能接收到信号强度的不同，判断小车是否进入隧道。通过单片机定时器记录下小车在隧道内行驶的时间，再乘上事先人为测定好的速度，即可得出隧道长度。
2.5、计算小树棵数
红外对管水平放置在小车两侧，树木反射回来的红外光在接收管电路中产生电平波动，将此电平波动信号输入单片机实现小树棵数的测量。
豫公网安备41160202000603
站长QQ:729038198
关于我们
投诉建议