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《基于傳感器技術的自動避障尋跡小車-----畢業(yè)論文》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內(nèi)容在學術論文-天天文庫。
1、第一章緒論31.1小車避障系統(tǒng)設計的意義31.2小車避障系統(tǒng)31.2.1主控系統(tǒng)41.2.2機械系統(tǒng)51.2.3電機驅動模塊51.2.4傳感器系統(tǒng)61.2.5電源電路的選型71.2.6里程檢測模塊71.2.7顯示模塊8第二章主控制單元92.1整體構思92.2主控制部分92.2.1CPU介紹92.2.2CPU功能122.2.3CPU相關電路122.3主程序設計132.3.1關于定時與計數(shù)器132.3.2程序14第3章驅動單元163.1直流電機的驅動原理163.2直流電機的驅動電路16第4章躲避障礙物單元184.1避障傳感器電路184.1.1近距離避障傳感器184.1.2遠距離避障
2、傳感器194.2避障方法204.2.1前方有障礙物204.2.2側面有障礙物224.3避障程序23第5章顯示單元245.1里程和時間顯示245.2顯示模塊硬件245.2.1ZLG7289A介紹265.2.2ZLG7289A串行接口275.2.3ZLG7289A控制指令28第6章在系統(tǒng)編程336.1在系統(tǒng)編程(ISP)介紹336.2FLASHEPROM存儲器336.3ISP設計346.4單片機與PC機的連接356.4.1連接介紹356.4.2MAX232概述36結論38致謝39附錄41第一章緒論1.1小車避障系統(tǒng)設計的意義自第一臺工業(yè)機器人誕生以來，機器人的發(fā)展已經(jīng)遍及機械、電子
3、、冶金、交通、宇航、國防等領域。近年來機器人的智能水平不斷提高，并且迅速地改變著人們的生活方式。人們在不斷探討、改造、認識自然的過程中，制造能替代人勞動的機器一直是人類的夢想。隨著科學技術的發(fā)展，機器人的感覺傳感器種類越來越多，其中視覺傳感器成為自動行走和駕駛的重要部件。視覺的典型應用領域為自主式智能導航系統(tǒng)，對于視覺的各種技術而言圖像處理技術已相當發(fā)達，而基于圖像的理解技術還很落后，機器視覺需要通過大量的運算也只能識別一些結構化環(huán)境簡單的目標。視覺傳感器的核心器件是攝像管或CCD，目前的CCD已能做到自動聚焦。但CCD傳感器的價格、體積和使用方式上并不占優(yōu)勢，因此在不要求清晰
4、圖像只需要粗略感覺的系統(tǒng)中考慮使用接近覺傳感器是一種實用有效的方法。機器人要實現(xiàn)自動導引功能和避障功能就必須要感知導引線和障礙物，感知導引線相當給機器人一個視覺功能。避障控制系統(tǒng)是基于自動導引小車（AVG—auto-guidevehicle）系統(tǒng)，基于它的智能小車實現(xiàn)自動識別路線，判斷并自動避開障礙，選擇正確的行進路線。使用傳感器感知路線和障礙并作出判斷和相應的執(zhí)行動作。1.2小車避障系統(tǒng)該智能小車可以作為機器人的典型代表。它可以分為三大組成部分：傳感器檢測部分、執(zhí)行部分、CPU。機器人要實現(xiàn)自動避障功能，還可以擴展循跡等功能，感知導引線和障礙物?？梢詫崿F(xiàn)小車自動識別路線，選擇
5、正確的行進路線，并檢測到障礙物自動躲避?；谏鲜鲆?，傳感檢測部分考慮到小車一般不需要感知清晰的圖像，只要求粗略感知即可，所以可以舍棄昂貴的CCD傳感器而考慮使用價廉物美的紅外反射式傳感器來充當。智能小車的執(zhí)行部分，是由直流電機來充當?shù)?，主要控制小車的行進方向和速度。單片機驅動直流電機一般有兩種方案：第一，勿需占用單片機資源，直接選擇有PWM功能的單片機，這樣可以實現(xiàn)精確調(diào)速；第二，可以由軟件模擬PWM輸出調(diào)制，需要占用單片機資源，難以精確調(diào)速，但單片機型號的選擇余地較大?？紤]到實際情況，本文選擇第二種方案。CPU使用P89C51RA單片機，配合軟件編程實現(xiàn)。還有顯示部分通過軟
6、件可以顯示行使時間和路程。1.2.1主控系統(tǒng)根據(jù)設計要求，我認為此設計屬于多輸入量的復雜程序控制問題。據(jù)此，擬定了以下兩種方案并進行了綜合的比較論證，具體如下：方案一：僅采用CPLD作為核心部件的方案如圖1.2.1所示：選用一片CPLD（如EPM7128LC84-15）作為系統(tǒng)的核心部件，實現(xiàn)控制與處理的功能。CPLD具有速度快、編程容易、資源豐富、開發(fā)周期短等優(yōu)點，可利用VHDL語言進行編寫開發(fā)。但CPLD在控制上較單片機有較大的劣勢。同時，CPLD的處理速度非?？?，而小車的行進速度不可能太高，那么對系統(tǒng)處理信息的要求也就不會太高，在這一點上，MCU就已經(jīng)可以勝任了。若采用該
7、方案，必將在控制上遇到許許多多不必要增加的難題。為此，我們不采用該種方案，進而提出了第二種設想。里程檢測紅外遙控障礙檢測CPLD避開障礙顯示行駛里程、時間等指示燈顯示行駛路線圖1.2.1以CPLD為核心的原理框圖方案二：僅采用單片機作為核心部件的方案如圖1.2.2所示：采用單片機作為整個系統(tǒng)的核心，用其控制行進中的小車，以實現(xiàn)其既定的性能指標。充分分析我們的系統(tǒng)，其關鍵在于實現(xiàn)小車的自動控制，而在這一點上，單片機就顯現(xiàn)出來它的優(yōu)勢——控制簡單、方便、快捷。這樣一來，單片機就可以充分發(fā)揮其資源
