基于STM32的智能避障循跡小車系統(tǒng)設計答辯模板

基于STM32的智能避障循跡小車系統(tǒng)設計基于STM32的智能避障循跡小車系統(tǒng)設計目

錄第一章：研究背景第二章：國內外研究現(xiàn)狀第三章：任務與要求第四章：系統(tǒng)硬件設計第五章：系統(tǒng)軟件設計智能小車研究目的1、光機電一體化；

2、小型化；

3、自主運作，不需人為管理；

4、方便快捷。

隨著機器人行業(yè)及計算機技術的快速發(fā)展，日常生活及工業(yè)成產(chǎn)正在向智能化方向發(fā)展，自動循跡小車是一種智能行走機器人，能夠適應各種不同的環(huán)境，能夠克服磁場，溫度，濕度等因素的影響，在人類無法生存或者無法進入的環(huán)境下仍然可以很好的完成運輸，勘測，救援等方面的非常任務。智能小車研究意義一、研究背景時間地區(qū)研究內容20世紀50年代美國世界上第一臺自主引導車系統(tǒng)AGVS80年代中后期歐洲1986年普羅米修斯項目開始探索這一領域美國1995年成立國家自動高速公路系統(tǒng)聯(lián)盟日本1996年成立高速公路先進巡航、輔助駕駛研究會90年代開始美國卡內基梅隆大學機器人研究所一共完成了Navlab系列的10臺自主車，智能車輛進入了深入、系統(tǒng)、大規(guī)模研究階段。國外對智能車輛的研究二、國內外研究現(xiàn)狀時間研究內容20世紀80年代大多數(shù)對智能車輛的研究處于針對某個單項技術研究的階段。我國在智能車輛技術方面的研究總體上落后于發(fā)達國家，且存在一定的技術差距。2003年中國第一汽車集團公司和國防科技大學機電工程與自動化學院研制成功我國第一輛自主駕駛轎車，其總體技術性能和指標已經(jīng)達到世界先進水平。2007年北京理工大學、浙江大學、國防科技大學、清華大學等多所院校聯(lián)合研制了7B.8軍用室外自主車，該車裝有彩色攝像機、激光雷達、陀螺慣導定位等傳感器。2010年國內的許多高校和科研院所都在進行ITS關鍵技術、設備的研究。國內對智能車輛的研究二、國內外研究現(xiàn)狀三、任務與要求主要任務：本課題主要完成智能車的自動循跡與避障行駛，系統(tǒng)包括循跡模塊、避障模塊、主控制器以及電機驅動模塊。要求：1：STM32作為主控制器2：小車能按照包括直線及彎道的黑色引導行駛3：遇到障礙物后停止行駛小車實物圖避障系統(tǒng)：紅外避障傳感器四、系統(tǒng)硬件設計檢測系統(tǒng)：紅外循跡模塊控制決策系統(tǒng)：STM32F103動力系統(tǒng)：直流電機驅動硬件總體框圖充電電池12V電機驅動LM298NXL4015輸出5VLM1117輸出3.3VLM1117輸出3.3V直流電機紅外避障單片機紅外循跡四、系統(tǒng)硬件設計單片機最小系統(tǒng)板原理圖實物圖四、系統(tǒng)硬件設計原理圖實物圖電機驅動四、系統(tǒng)硬件設計整體算法流程初始化賽道信息提取跑道信息處理電機速度控制速度控制速度輸出為0障礙物？提取完成？停車？NYYNYN五、系統(tǒng)軟件設計PWM初始化主要特點程序流程圖開始選擇極性，脈寬對齊方式選擇周期，占空比選擇PWM時鐘允許PWM通道結束1）使用8個獨立的輸出通道。2）每個輸出通道都有一個精確的計數(shù)器且都可由編程來控制。3）周期和脈寬可以被雙緩沖。4）PWM輸出波形的翻轉控制可以通過編程來實現(xiàn)。5）8字節(jié)或16字節(jié)的通道協(xié)議。6）通過編程可以實現(xiàn)希望的時鐘周期。7）遇到緊急情況可關閉程序。8）每一個通道都可通過編程實現(xiàn)左對齊輸出還是居中對齊輸出。五、系統(tǒng)軟件設計解釋作用缺陷Kp比例控制控制偏差調節(jié)控制輸出，減小偏差靜差不能消除Ki積分控制控制偏差累積消除靜差不夠精確Kd微分控制察覺誤差變化修正誤差放大信噪比速度控制五、系統(tǒng)軟件設計開發(fā)界面及調試界面調試界面開發(fā)界面五、系統(tǒng)軟件設計開發(fā)環(huán)境：keil5MDK下載及調試工具：J-link循跡程序主要特點程序流程圖本設計可以在變色路面上識別黑色引導線并沿著引導線行駛，本文使用的是光電傳感器，該傳感器利用光線在不同顏色的物體的反射能力不同的特性來識別跑道上的黑色引導線，在行駛過程中，傳感器不斷向路面發(fā)射紅外光線，當遇到白色路面時，探測器能夠接受到反射回來的紅外光線，當遇到黑色路面時探測器接收不到紅外光線，單片機可以接收