基于單片機(jī)的智能循跡小車(chē)論文

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1、基于單片機(jī)的智能循跡小車(chē)畢業(yè)論文目錄1緒論11.1智能循跡小車(chē)概述11.1.1循跡小車(chē)的發(fā)展歷程回顧11.1.2智能循跡分類(lèi)21.1.3智能循跡小車(chē)的應(yīng)用31.2智能循跡小車(chē)研究中的關(guān)鍵技術(shù)42智能循跡小車(chē)總體設(shè)計(jì)方案52.1整體設(shè)計(jì)方案52.1.1系統(tǒng)設(shè)計(jì)步驟52.1.2系統(tǒng)基本組成52.2整體控制方案確定63系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)83.1單片機(jī)電路的設(shè)計(jì)83.1.1單片機(jī)的功能特性描述83.1.2晶振電路93.1.3復(fù)位電路93.2光電傳感器模塊103.2.1傳感器分布113.3電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路123.3.1L298N引腳結(jié)構(gòu)133.3.2電機(jī)驅(qū)動(dòng)原理133.

2、3.3小車(chē)運(yùn)動(dòng)邏輯154系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)164.1軟件設(shè)計(jì)的流程164.2本系統(tǒng)的編譯器175系統(tǒng)的總體調(diào)試22II5.1硬件的測(cè)試225.2系統(tǒng)的軟件調(diào)試22結(jié)論24致謝25參考文獻(xiàn)26附錄A原理圖及PCB圖27附錄B程序代碼32附錄C硬件實(shí)物圖37II沈陽(yáng)理工大學(xué)1緒論進(jìn)入二十一世紀(jì)，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，機(jī)器人技術(shù)較以往已經(jīng)有了突飛猛進(jìn)的提高，智能循跡小車(chē)即帶有視覺(jué)和觸覺(jué)的小車(chē)就是其中的典型代表。1.1智能循跡小車(chē)概述智能循跡小車(chē)又被稱(chēng)為AutomatedGuidedVehicle，簡(jiǎn)稱(chēng)AGV，是二十世紀(jì)五十年代研發(fā)出來(lái)的新型智能搬運(yùn)

3、機(jī)器人。智能循跡小車(chē)是指裝備如電磁，光學(xué)或其他自動(dòng)導(dǎo)引裝置，可以沿設(shè)定的引導(dǎo)路徑行駛，安全的運(yùn)輸車(chē)。工業(yè)應(yīng)用中采用充電蓄電池為主要的動(dòng)力來(lái)源，可通過(guò)電腦程序來(lái)控制其選擇運(yùn)動(dòng)軌跡以及其它動(dòng)作，也可把電磁軌道黏貼在地板上來(lái)確定其行進(jìn)路線，無(wú)人搬運(yùn)車(chē)通過(guò)電磁軌道所帶來(lái)的訊息進(jìn)行移動(dòng)與動(dòng)作，無(wú)需駕駛員操作，將貨物或物料自動(dòng)從起始點(diǎn)運(yùn)送到目的地。AGV的另一個(gè)特點(diǎn)是高度自動(dòng)化和高智能化，可以根據(jù)倉(cāng)儲(chǔ)貨位要求、生產(chǎn)工藝流程等改變而靈活改變行駛路徑，而且改變運(yùn)行路徑的費(fèi)用與傳統(tǒng)的輸送帶和傳送線相比非常低廉。AGV小車(chē)一般配有裝卸機(jī)構(gòu)，可與其它物流設(shè)備自動(dòng)接口，實(shí)現(xiàn)貨

4、物裝卸與搬運(yùn)的全自動(dòng)化過(guò)程。此外，AGV小車(chē)依靠蓄電池提供動(dòng)力，還有清潔生產(chǎn)、運(yùn)行過(guò)程中無(wú)噪音、無(wú)污染的特點(diǎn)，可用在工作環(huán)境清潔的地方。1.1.1循跡小車(chē)的發(fā)展歷程回顧隨著社會(huì)的不斷發(fā)展，科學(xué)技術(shù)水平的不斷提高，人們希望創(chuàng)造出一種來(lái)代替人來(lái)做一些非常危險(xiǎn)，或者要求精度很高等其他事情的工具，于是就誕生了機(jī)器人這門(mén)學(xué)科。世界上誕生第一臺(tái)機(jī)器人誕生于1959年，至今已有50多年的歷史，機(jī)器人技術(shù)也取得了飛速的發(fā)展和進(jìn)步，現(xiàn)已發(fā)展成一門(mén)包含：機(jī)械、電子、計(jì)算機(jī)、自動(dòng)控制、信號(hào)處理，傳感器等多學(xué)科為一體的性尖端技術(shù)。循跡小車(chē)共歷了三代技術(shù)創(chuàng)新變革：第一代循跡小車(chē)

5、是可編程的示教再現(xiàn)型，不裝載任何傳感器，只是采用簡(jiǎn)單的開(kāi)關(guān)控制，通過(guò)編程來(lái)設(shè)置循跡小車(chē)的路徑與運(yùn)動(dòng)參數(shù)，在工作過(guò)程中，不能根據(jù)環(huán)境的變化而改變自身的運(yùn)動(dòng)軌跡。支持離線編程的第二代循跡小車(chē)具有一定感知和適應(yīng)環(huán)境的能力，這類(lèi)循跡小車(chē)裝有簡(jiǎn)單的傳感器，可以感覺(jué)到自身的的運(yùn)動(dòng)位置，速度等其他物理量，電路是一個(gè)閉環(huán)反饋的控制系統(tǒng)，能適應(yīng)一定的外部環(huán)境變化。38沈陽(yáng)理工大學(xué)第三代循跡小車(chē)是智能的，目前在研究和發(fā)展階段，以多種外部傳感器構(gòu)成感官系統(tǒng)，通過(guò)采集外部的環(huán)境信息，精確地描述外部環(huán)境的變化。智能循跡小車(chē)，能獨(dú)立完成任務(wù)，有其自身的知識(shí)基礎(chǔ)，多信息處理系統(tǒng)，在

6、結(jié)構(gòu)化或半結(jié)構(gòu)化的工作環(huán)境中，根據(jù)環(huán)境變化作出決策，有一定的適應(yīng)能力，自我學(xué)習(xí)能力和自我組織的能力。為了讓循跡小車(chē)能獨(dú)立工作，一方面應(yīng)具有較高的智慧和更廣泛的應(yīng)用，研究各種新機(jī)傳感器，另一方面，也掌握多個(gè)多類(lèi)傳感器信息融合的技術(shù)，這樣循跡小車(chē)可以更準(zhǔn)確，更全面的獲得所處環(huán)境的信息[1]。1.1.2智能循跡分類(lèi)AGV從發(fā)明至今已經(jīng)有50多年的歷史，隨著應(yīng)用領(lǐng)域范圍的不斷擴(kuò)大，其種類(lèi)和形式也變得更加多樣化。一般根據(jù)行駛的導(dǎo)航方式將智能循跡小車(chē)分為以下幾種類(lèi)型：(1)電磁感應(yīng)式電磁感應(yīng)式引導(dǎo)一般在地面上，沿預(yù)定路徑埋電線，當(dāng)高頻電流通過(guò)導(dǎo)線，電線周?chē)a(chǎn)生電磁

7、場(chǎng)流動(dòng)，AGV小車(chē)上安裝兩個(gè)對(duì)稱(chēng)的電磁感應(yīng)傳感器，他們收到的電磁信號(hào)差異可以反映的AGV偏離程度路徑的程度。?AGV自動(dòng)化控制系統(tǒng)，基于這種偏差值，以控制車(chē)輛的轉(zhuǎn)向，連續(xù)的動(dòng)態(tài)的閉環(huán)控制設(shè)置能夠保證AGV對(duì)設(shè)定路徑的穩(wěn)定自動(dòng)跟蹤。在目前商業(yè)用途的AGV中，特別是大型和中型小車(chē)，絕大多數(shù)都采用電磁感應(yīng)導(dǎo)航。(2)激光式安裝有可旋轉(zhuǎn)的激光掃描器的AGV，可安裝在墻壁或有高反射激光定位標(biāo)志的支柱上或者路徑上運(yùn)行，AGV依靠激光掃描器發(fā)射激光束，然后接收由四周定位標(biāo)志反射回的激光束，車(chē)載計(jì)算機(jī)，計(jì)算出當(dāng)前車(chē)輛的位置和運(yùn)動(dòng)方向，通過(guò)內(nèi)置的數(shù)字地圖和校準(zhǔn)位置相比，

8、以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)處理。目前，這種AGV類(lèi)型的應(yīng)用比較廣泛?；谕瑯拥脑恚绻す鈷呙鑳x被紅外線發(fā)射