智能小車

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智能小車范文第1篇

[關鍵詞]尋跡避障控制

中圖分類號:TP2文獻標識碼:A文章編號:1671-7597(2009)1110011-02

智能探測尋軌小車的主控模塊采用ATMEL公司的AVR單片機,配合紅外通信模塊、電機模塊、傳感器模塊、馬達模塊及小車的電路組成智能小車。該小車有兩個馬達,用于驅動小車左右輪。六個碰撞型的接觸開關用于將碰撞信號傳輸到處理器內部進行處理,處理器通過控制電機來調整小車的速度和方向,從而實現避障。一個發光二極管和兩個光敏三極管構成尋線傳感器,發光二極管照亮地面,兩個光敏三極管通過采集小車左右兩側的光線,產生相應的電流,并通過A/D轉換器被處理器采樣,處理器產生相應的控制信號來驅動電機,再控制左右輪的速度和方向,從而達到尋跡的目的。

一、系統的硬件電路

系統硬件主電路包括AVR單片機(圖1的IC1芯片),紅外收發器、兩個控制馬達的三極管橋路及其它電路。

(一)AVR單片機簡介

AVR單片機是高效的、低功耗的8位微控制器。它采用先進的精簡指令集架構,擁有130條匯編指令、32個8位通用寄存器、8K字節的閃存存儲器、512個字節的EEPROM和1K字節的靜態隨機存儲器,處理器工作速度達到16MIPS、并具有芯片加密功能。

內部組件:2個8位的定時計數器和1個16位的定時計數器、8通道模擬數字轉換器,可編程異步串行通訊端口、模擬比較器等。

利用AVR單片機強大的功能部件,在不擴展其他芯片的情況下,實現智能小車的尋跡、避障等功能。

圖1尋跡小車的主控電路模塊

(二)USB-紅外接收模塊簡介

USB通信協議是一種處在兩種系統之間的串行數據接口,使用插分數據通信方式,包括兩條對稱線來取代單條的信號線和公共地線,一條線為+3.3V,在相反的線為0V定義為邏輯“1”;一條線為0V,而另一條線為+3.3V則定義為邏輯“0”。

如圖2所示,USB總線提供了一個5V電源,通過F1、F2抑制高頻的干擾,電容C6抑制脈沖調制產生的干擾,一個EEPROM用于固化系統參數,供上電時查詢。數據信號則通過兩個串聯的電阻R1和R2傳送。

作為一個異步總線系統,發送器和接收器必須提供它們自己的時鐘信號。一個共振器Q1,產生一個6MHz的頻率被連接到芯片的鎖相環PLL,使頻率倍頻為48MHz,這個48MHz的時鐘信號對輸入的數據信號采樣,IC芯片能以最大數據速率12Mbit來發送,因此每一位可能被采樣4次,提高了信號的質量。

USB的發射過程:從PC到智能小車的數據經過USB口以12Mbit/s的速率進入圖2的FT232BA芯片,這些數據被臨時的儲存在IC芯片中然后逐位發送,以2400Bit/s的速率通過TXD線被智能小車所接收。

USB的接收過程:器件SFH5110用于接收、放大和解調光信號。輸入信號被連接到USB芯片的RXD端口,其將信號通過USB傳送給了PC。接收模塊IC4的電源采用了兩個電容用作緩沖,并消除干擾。

(三)碰撞傳感模塊

從圖1可以看出,6個傳感器連接到了引腳PD3(INT1)和PC4(ADC4),

當傳感開關沒有碰撞時,引腳INT1被編程作為一個輸入端口。由于沒有按鍵觸碰,電源上電時,與INT1中斷輸入線上的信號通過電阻R23和電源VCC拉成了高電平,故INT1=1,無中斷發生。激活任何一個開關,電阻網絡和R23將被連接到一個電壓分配器,對C7進行放電,引腳PD3將檢測到這個電平是‘0’,從而觸發中斷。由于連接碰撞型開關的電阻阻值不同,故產生的電流不同,被引腳ADC4采樣到處理器內部的值也不同,故可在中斷服務程序中分別調整。

(四)馬達電路模塊

馬達橋是一個由四個三極管組成的橋式電路,處理器通過它能夠獨立的控制兩個馬達的前進或后退,如圖3所示,驅動馬達向右轉動則打開三極管T1和T4,驅動馬達向左轉動則打開三極管T2和T3。

二、軟件設計

采用模塊化的設計思想,將尋軌避障這樣一個復雜的系統分解為多個功能單一的模塊,再通過主程序調用把各個模塊有機的連接起來。在單一的模塊中,通過C語言編寫相應的驅動程序,涉及到的模塊及流程圖如下:

如圖4所示,主程序完成的系統的初始化工作,包括紅外接收使用的信號源、USB端口、I/O端口、電機模塊、傳感器模塊等的初始化工作。

尋跡模塊程序說明,系統開始檢測光敏三極管輸入時,先初始化左右控制電機,使車輪方向為正前方,并使當前小車的速度為0,接著采樣從外部輸入進來的光信號,比較左右兩個光傳感器數據的大小,如果相等,則當前小車方向不作調整,否則按照采樣數據的大小調整左右輪的速度和方向。相應的程序流程圖如圖5所示。

避障模塊程序說明:在小車的行使過程中,處理器每隔一段時間檢測6個傳感器有無觸碰物體,如果沒有,則小車還是按照原來尋線的路徑來走。如果遇到障礙物,則小車通過調整左右輪的方向和速度,尋找一條新的路徑,并且能夠順利地繞開障礙物。相應的程序流程圖如圖6所示。

三、系統調試

通過PC機的串口與小車的紅外通信模塊,將設計的程序下載到主芯片里,小車經過幾秒的初始化后,就按照繪制好的曲線行走,在遇到障礙物時小車重新選擇路徑進行行走。

四、結束語

本文提出了能夠實現尋跡與避障功能的智能小車,文章詳細地介紹了系統的硬件設計,包括電路結構、相關理論、芯片選擇。在軟件設計部分,給出了設計系統的基本思路,詳細的介紹了系統的流程圖。從測試的結果來看,智能小車能夠順利的實現尋跡和避障。通過系統擴展,本設計可應用于超聲波測距,里程計算,PC控制小車運行等功能。最后,本設計對其它電子產品的設計提供了一定的參考信息。

參考文獻:

[1]何宏,單片機原理及接口技術[M].國防工業出版社,2008.4.

[2]Data sheet ATMEL ATmega8.

[3]Bibliography AREXX,JAMA:AUSRO"Roboterbaustaz-Baund Bedienungsanleitung".

[4]省略.

[5]C program file.

作者簡介:

智能小車范文第2篇

摘 要：智能引導小車在生活中所能扮演的角色越來越多，所起到的作用也越來越大，當人們在一個陌生環境如圖書館，博物館或旅游景點，想到達自己想去的目的地往往需要話費一番力氣，而自主規劃路徑的小車正好能為這些人提供方便。本文論述的智能引導小車以STC89C52單片機為核心，通過柵格法進行自主路徑規劃，并由紅外傳感器輔助行進，以及通過射頻卡來識別目的地，綜合運用了藍牙通信、自主路徑規劃、語音合成、射頻卡識別等技術，使小車能實現自主路徑規劃，并提供引導的目的。

關鍵詞：自主路徑規劃；避障；射頻卡識別

基金項目：中國民航大學大學生創新創業訓練計劃優秀培育項目

項目號：IEKCAUC2015018

1 引言

現如今，智能小車的相關研究不斷深入，使得小車在加相應傳感器后完成某一特定功能成為可能，可實現循跡、避障、跟隨等功能。因此智能小車開始逐步走向實際生活，并且各個方面為人們提供服務。

本文設計實現的智能小車以STC89C52單片機最小系統作為主要控制核心，首先敘述單片機最小系統、目的地輸入模塊等智能小車的硬件，然后介紹引導小車時的自主路徑規劃、避障以及目的地輸入與檢測等軟件的設計與實現。

2 智能引導小車的硬件設計與實現

智能小車的硬件是整個小車控制系統能否順利運行的基礎。其硬件主要由單片機最小系統作為控制器，用藍牙傳輸輸入目的地，用直流電機、光柵以及光電傳感器來實現順利行進，主要硬件模塊包括：單片機最小系統、目的地輸入模塊、小車驅動模塊、避障模塊、射頻卡模塊、語音模塊。

2.1 單片機最小系統

STC89C52是STC公司生產的一種低功耗、高性能微控制器，具有8K字節系統可編程存儲器，使用經典的MCS-51內核，但具有傳統51單片機不具備的功能。

2.2 目的地輸入模塊

采用藍牙輸入作為輸入的方式，所使用的為CSR-BC417藍牙芯片，工作電壓為3.3V，電流配對時為20-30mA，配對后為8mA?？芍С諹ART和PIO接口的數據傳輸藍牙模塊，最高傳輸速率為3Mbps。

2.3 小車驅動模塊

小車采用四個直流電機，工作電壓為6V，電流為80-100mA。采用兩路PWM控制芯片為小車的電機供電，兩路PWM控制可以十分方便地控制電機的正反轉。

2.4 避障模塊

避障采用紅外光電傳感器HJ-IR2和比較器來實現，檢測到障礙物時輸出低電平，平時高電平。

2.5 射頻卡模塊

該模塊由MF-S50射頻卡和MF-RC522讀寫卡模塊構成。為非接觸式IC卡，具有8KB的EEPROM，每張卡都有唯一的序列號。

2.6 語音模塊

采用了SX6288A為主要核心的語音合成模塊，其使用異步串口方式進行通信，通過接收待合成的文本數據實現文本到語音的轉換。

智能小車利用目的地接收模塊接收手機發送的目的地，用單片機最小系統進行分析、規劃路徑，驅動模塊為小車提供動力，避障模塊為行進提供輔助作用，射頻卡模塊則為小車進行位置判斷提供作用，語音模塊實現的是講解或語音提示作用。

2.7 光柵模塊

采用了HJ-IR6光柵芯片、兩個光感器以及兩個柵輪構成，當車輪轉動時，通過光柵對小車車輪轉速進行測定，從而實現對小車速度的監控，方便控制智能小車的速度。

3 智能引導小車的軟件設計與實現

3.1 主程序設計

首先執行目的地輸入程序，待目的地輸入成功后，小車先對自身所在位置進行判斷，然后執行路徑規劃程序，規劃好路徑后調用驅動程序，小車在行進過程中由自動調速程序對其進行自動調速，同時避障程序進行輔助，在遇到行人時停止，等待行人離開后繼續前進，經射頻卡程序檢測為目的地時小車停止，并進行語音提示或講解，最后返回出發點。

3.2 路徑規劃程序

小車利用柵格法對環境劃分成網格單元，柵格的一致性和規范性使得柵格空間中鄰接關系簡單化，在給每個柵格賦予通行因子之后，將路徑規劃問題轉化為尋求兩個柵格節點間的最優路徑。

3.2.1 柵格發路徑規劃算法流程

①對地圖進行柵格化，給予給每個柵格賦予一個二維坐標（x，y）；

②將所有柵格劃分為可通行和禁止兩個類別，并建立兩個二維數組Ai，Bi，分別存放兩類坐標；

③小車進行初始化，初始坐標為（0，0）；

④將周邊8個柵格的坐標與可通行數組內坐標進行比較，如果為可通行，則存入另一個數組Ci；

⑤將可通行坐標與目的地坐標間距離進行計算，然后將距離最短的坐標存入Di；

⑥再對Di中的坐標依次進行④⑤操作，依次可得出一系列坐標；

⑦將這些坐標輸出到數組Ei，作為路徑。

3.3 避障程序

光電傳感器安裝于小車前部，探測距離為20-25cm，在探測到前方有行人時小車停止，待行人走后再繼續前進，避免撞上行人。當光電傳感器輸出低電平，Τ絳蚪行外中斷，當光電傳感器輸出為高電平后繼續執行小車的程序。

3.4 目的地輸入程序

當小車與電腦或手機鏈接成功后，通過串口將目的地發送給小車，接受失敗時返回“重新輸入”語句，接收成功時返回“輸入成功”語句，然后單片機將字符對應的坐標找出并賦值給目的地變量。

3.5 目的地識別程序

在不同的目的地各自安放射頻卡，每張射頻卡對應一個地點，首先調用子函數，將尋卡命令發給射頻卡讀寫器，若有卡則將返回的卡的類型存入數組中。接著調用子函數防沖突指令，并將返回的卡序列號（4個字節）存入 數組中。調用選卡指令，選擇已知序列號的卡進行通信，調用子函數發送塊1所在扇區的密碼A給射頻卡，驗證其是否正確。讀取塊1中的數據，將其存入數組中。

最后判斷房間號是否匹配，具體說明如下：輸入的3位房間號存放在數組中，讀取的3位房間號存放在另一個數組中。首先定義一個匹配標記初始值設為0。然后將兩個數組一一比較，若對應位數值相同，初始值加1，不相同則不加，如果循環比較完后值等于3，則說明匹配，即找到房間，否則不匹配，繼續循環尋找房間。

智能小車范文第3篇

1整車系統設計思路

智能小車控制系統采用MK60DN512作為核心控制單元，由安裝在車身支架上的OV7620數字攝像頭負責采集道路信號；智能小車后輪安裝有光電測速傳感器，用來采集車輪的轉速數據，并將信號傳到核心控制單元進行分析處理，處理完畢后反饋到相應的驅動模塊，驅動舵機和電機運轉，從而完成智能小車的轉向、前進及制動[1]。智能小車控制系統包括以下模塊：MK60DN512最小系統、轉向舵機模塊、電機及其驅動模塊、速度反饋模塊、攝像頭視頻信號處理模塊和電源管理模塊[2]。

2智能小車機械結構設計

在智能小車機械結構的設計與安裝調試時，需要考慮以下幾個方面：

1）智能小車在安裝過程中的可靠性與行駛過程中的穩定性。

2）智能小車在安裝過程中的輕便簡潔性。

3）是否能夠方便準確地進行數字攝像頭OV7620的檢測與調試。

4）車體保證較低的重心以確保智能小車順利轉彎、加速。

經過不斷地調試、摸索、對比之后，完成了對智能小車機械結構的初步設計，主要內容有以下幾個方面：

1）為了減少轉向舵機的力臂滯后時間，將舵機直立架在車前，并使用專業的金屬框架牢牢固定住，以防松動，避免影響舵機轉向角度的準確性。

2）數字攝像頭OV7620及其支架安裝在車身中部，減少車前數據采集盲區，將車身重心略微前移，防止智能小車轉彎時側滑，增加智能小車的彎道通過性。

3）為了減少車身質量，采用了強度高、質量輕的碳纖維管。

4）在底盤設計上，底盤是支承、安裝各部件的總成，是形成智能小車整體造型結構的基礎；可以接受電機傳遞的驅動動力，帶動智能小車行進，以保證智能小車在跑道上的快速行駛。由于合適的重心對于小車過彎性能和小車速度這兩個方面起了很大的作用，適當地調整前后底盤高度，使得智能小車車模整體重心下降到合理位置，既可以順利過坡，又不會與跑道摩擦接觸。

3智能小車硬件電路系統設計

3.1智能小車總體電路設計

通過簡化總體硬件電路設計方案，采用模塊化設計方案，減少不必要的電子元件的使用，就可以有效地減輕PCB板的使用質量及其占用智能小車的有效空間，從而達到輕量化的目的。硬件電路總體結構設計如圖2所示。

3.2電源分配板的電路設計

采用比較節能的線性穩壓電路設計方案。電源分配如圖3所示。TPS7350是一款差線性電源穩壓芯片，它具有功率消耗低、額定電壓小等特點，而且只需極少的元件就能夠構建滿足智能小車硬件電路設計要求的穩壓電路，該芯片還擁有過流、過壓及電壓反接等電壓保護設計，能夠有效地保護智能小車的硬件電路，避免電壓過大或電流反接而導致的硬件電路燒毀事件的發生。

3.3電機驅動板的電路設計

采用由BTN7970B驅動芯片搭建的H橋電路設計方案，減小驅動電路的內阻，增大額定承載電流，可以讓智能小車獲得更大的加減速度及提高在直道上行駛的極限速度。H橋電路原理如圖4所示。

4智能小車的軟件系統設計

智能小車系統軟件設計部分主要有：圖像采集及處理、道路判斷、舵機打角、電機控制以及速度信息反饋處理等。

4.1圖像采集及處理算法

OV7620能夠提供的三種數據制式中，采用YUV16位數據制式來提取Y信號亮度信息，生成黑白圖像，同時采用HREF-行同步信號、VSYNC-場同步信號來作為圖像數據采集的控制信號[4]。為了提高智能小車控制系統的實時性，視頻圖像信號采集采用外部中斷觸發的方式進行。采樣系統的程序流

4.2路徑優化

1）增加智能小車攝像頭視場的長度和寬度。根據實驗調試的觀察，當智能小車采集到的圖像能夠覆蓋比較完整的S彎道時，通過微處理器計算出來的中心就會處于實際道路中央附近，此時智能小車會以一個比較好的路徑快速通過S彎道；反之智能小車容易誤處理為普通的單向彎道，這樣導致智能小車的行駛速度大大減慢。因此，盡量增大攝像頭視場的長度和寬度就很有必要了。由于視場的長度與單片機處理的圖像行數成正比，所以采用由運算放大器制作的模擬比較器進行圖像二值化，可以令單片機的處理速度大大提高，增加了單片機處理的圖像行數，達到的視場長度為200cm以上；為了增加視場寬度，除了增加每行采集的圖像點數之外，采用了廣角鏡頭，有效地增加了攝像頭視場的寬度。

2）進行加權算法的相關優化。采用對整場有效行的中心加以求加權平均值的算法，在低速情況下可以有效地優化智能小車的行進路徑，但在智能小車速度提高到一定程度之后，由于過彎時輪胎的側滑，路徑不是很好找，而且由于數字攝像頭采集圖像分布不均，基本上2/3的行分布于車體前方40cm左右的范圍內，所求出的加權平均值容易受車體近處的圖像影響，因此整場圖像求加權的算法對于高速情況下智能小車的路徑選擇優化效果不太明顯。考慮減小車體前部一定范圍內的圖像參與加權的行數和權重，同時增大攝像頭視場前部圖像的權重，最后經過調試得到了一套較為合適的數據，使其能夠有效優化高速情況下的智能小車的路徑算法。

5結論

智能小車范文第4篇

關鍵詞：stc89C52；紅外傳感器；智能循跡小車

DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2017.08.245

1 引言

智能循跡汽車是汽車電子、人工智能、機械制造多個學科領域的結合體，具有重要的應用價值。智能尋跡車是運用單片機為基礎設計的，智能循跡小車利用傳感器來識別賽道信息，利用傳感器檢測智能車的加速度和速度，從而實現快速穩定的尋跡行駛。本設計簡單易懂，但是應用價值很高。在科技越來越發達的現代社會，汽車的普及率已經非常之高。許多汽車制造廠商提出無人駕駛的概念，例如特斯拉。因此次設計具有很高的科研價值。

2 基于單片機設計的智能小車的總設計方案

該設計是以89C52單片機為主控制芯片，通過7.5V電池直接給電機供電。經過穩壓電路給單片機以及傳感器供電。系統采用L298N驅動芯片來實現小車的運動和轉向。采用四路紅外傳感器來實現小車的循跡。采用紅外傳感器實現小車的測速。使用PWM對小車進行調速，使用加度傳感器來防止小車發生側翻。

3 硬件電路設計

硬件電路的設計單片機最小系統模塊為控制中心、電源模塊功能，電機驅動模塊實現小車的轉向及運動，紅外循跡傳感器模塊測速模塊實現賽道信息檢測。下面介紹一下驅動傳感器模塊、電機驅動模塊、測速模塊。

3.1 電源模塊電路

系統是利用兩節3.5V鎳鉻電池供電。通過5V文雅電路轉換稱觀點偏激所需的電壓。7電壓直接供給電機驅動芯片。以下是O計的硬件圖。

3.2 電機驅動模塊電路

電機驅動模塊主要控制小車的方向，因此對電機驅動具有反應快、可靠性高等特點。因此采用L298N芯片，通過操作單片機的I/O口電平信號，即可對電機進行正反轉、停止操作的控制。

3.3 測速模塊

系統使用紅外傳感器檢測直流電機的轉速。只需要在碼盤智商粘貼一個接受廣電信號的接收裝置，然后對采集的信息進行處理即可得出小車的速度。

3.4 循跡模塊

采用TCRT5000制作的四路循跡模塊具有價格低廉，穩定性高的特點。TCRT5000光電傳感器模塊是一款紅外反射式光電開關。TCRT5000具有可靠性高，價格便宜，制作簡單的特點。

3.5 加速度傳感器模塊

ADXL345芯片非常適合進行加速度的測量，測量范圍大，數字輸出數據訪問簡單方便。而且該芯片穩定性以及可靠性非常高。采集的信息通過加法處理即可得到小車的加速度。

4 軟件代碼調試

系統開始工作，首先初始化IIC、PWM、外部中斷。初始化結束后開始循環，單片機各個模塊開始工作，然后講采集的數據發送給單片機。單片分析數據對小車的前進路線進行調整，并將信息通過1602顯示出來。

5 結語

以stc89c52作為主控芯片，設計的智能尋跡小車，經過多次實驗其尋跡效果良好，速度和轉向控制響應快，系統的定性和抗干擾能力強，而且能夠適應不同程度的光照條件下。同時針對最近大熱的無人駕駛汽車而言，此設計能更好的幫助人們理解無人駕駛的概念。關于智能循跡小車此設計只是簡單的進行研究，系統還需要進一步的完善。后期將加入自動導航功能。

參考文獻：

[1]郭天祥.51單片機C語言教程[M].北京：電子工業出版社，2009.

[2]黃智偉.全國大學生電子設計競賽系統設計[M].北京航空航天大學出版社，2011.

智能小車范文第5篇

【關鍵詞】線性CCD；智能小車；循跡；控制系統

0 引言

隨著科技的進步和高等教育的發展，培養應用型人才成為高校人才培養的主要目標。讓在校大學生參與更多的實踐活動不但能夠增加動手和思考的能力，而且對于適應畢業后的工作有很大的益處。全國大學生智能汽車競賽就為在校學生提供了一個展示自己的平臺，也促進了專業理論知識和實踐能力的結合。本論文設計的基于線性CCD的智能巡線小車控制系統就是利用學院大學生科技創新基金針對競賽而開展的一項創新項目。由于線性CCD的優良特性，使得在小車控制方面得到較好的應用，實現小車平穩、快速的行走。

1 系統總體設計

本智能循跡小車由電源模塊、單片機模塊、舵機模塊、線性CCD圖像采集模塊、顯示和按鍵、無線通訊模塊等模塊組成，系統硬件結構框圖如圖1所示。

2 系統硬件設計

本系統采用線性CCD作為傳感器，采集來自前方賽道的信息，并將此信息處理后傳送至單片機，通過軟件處理，由舵機調整角度，驅動電機帶動車輪行走。單片機通過串口通訊模塊實現和上位機之間的通訊，由按鍵實現現場參數調整，并可通過LCD實時顯示運行參數。下面對系統主要硬件模塊進行闡述。

2.1 單片機控制模塊

本系統采用Freescal半導體公司生產的16位單片機MC9S12XS128作為控制器。MC9S12XS128是一款針對汽車電子市場的高性能16位單片機，具有速度快、功能強、成本低、功耗低等特點。MC9S12XS128總線速度40MHz，擁有128KB程序Flash和8KB DataFlash，用于實現程序和數據存儲，均帶有錯誤校正碼（ECC），可配置8位、10位或12位ADC，3μs的轉換時間，內嵌MSCAN模塊用于CAN節點應用。內嵌支持LIN協議的增強型SCI模塊及SPI模塊，4通道16位計數器，出色的低功耗特性，帶有中斷喚醒功能的I/O，實現喚醒休眠系統的功能；擁有8通道PWM，易于實現電機控制。作為專業的汽車電子控制芯片，能夠更加適應智能控制。

2.2 線性CCD圖像信息采集處理模塊

本系統采用的線性CCD圖像采集傳感器TSL1401-DK是岱默科技公司生產的一款具有128個有效像素點的線性CCD，尺寸為26mm×26mm，重量輕，可以直接任意系列MCU相連接進行數據采集處理。TSL1401-DK有2個電源口，3個數據口；數據口直接與MCU的I/O口相接。

賽道為450mm寬的白色KT板，兩邊有各寬15mm的邊界，賽道外為藍色的底版。環境光源的變化對CCD數據的采集有十分大的影響，所以需要使用軟件技術對采集到的數據進行二值化處理，使其明確路況信息，不至于出現判斷紊亂而小車失控的現象。本次設計的小車CCD的數據采集距離前瞻為70cm，通過排列成一條線的128個有效像素點的數值信息判別前方道路的信息。單個像素點數值的變化范圍為0-255。根據實際外界光照情況，實際采集白色的底板時數值為110左右，黑色邊界的數值為40左右。通過閾值處理，區分賽道和邊界。由于小車在前進的過程中，光線強度在隨時變化，采集數據也在變化，就需要對白色和黑色對應的電壓值進行特殊處理，這樣就增強了小車對賽道的適應性。

2.3 舵機模塊

舵機主要用來控制單片機的PWM模塊，通過調節脈沖的寬度和周期來控制舵機和電機的工作。通過輸入占空比一定的脈沖，內部電機將轉過一個固定的角度，所以要讓舵機轉到某一個位置，只需要改變脈沖的占空比就可以實現舵機在一定角度內的任意轉動。

2.4 電機驅動和轉速控制模塊

智能小車采用RS-540SH直流電機，由于單片機輸出電流不夠，驅動能力不足，電機的反向電動勢也會損壞單片機，所以必須添加電機驅動模塊。本設計采用大功率MOS管IRF4905和IRF3205搭成H橋驅動電機。

電機轉速的控制通過調節PWM的占空比來實現，采用定頻調寬法，PWM波形頻率固定，占空比跟隨速度變化調節。

3 系統軟件設計

智能小車的優點在于能夠根據路況的改變和自動實現轉彎等功能，這就對軟件程序的設計要求很高。本設計采用CodeWarrior編程軟件進行程序編寫，并通過串口總線下載到單片機中，進行參數修改與調試。系統軟件流程圖如圖2所示。

4 結束語

本設計分別進行了CCD傳感器信號采集處理模塊設計、動力電機驅動模塊設計、控制算法的編制及執行和調試、舵機控制設計與安裝。通過系統硬件平臺搭建和軟件設計，并反復調試，該智能循跡小車基本達到了設計要求，能夠實現快速直行，最高速度可達4m/s，能夠比較平穩地度過大S彎、小S彎、連續S彎、Ω彎道、十字、坡道等復雜路況，平均速度可以達到3.5m/s。智能小車的設計與開發，對于推動汽車工業的發展具有一定的現實意義和實用價值。

【參考文獻】

[1]趙萬欣， 陳思屹.基于TSL1401線性CCD的智能巡線小車[J].工業控制計算機，2014，27（2）：121-122.

[2]李孟桃.基于線性TSL1401CCD的直立智能小車設計[J].電子設計工程，2013，21（21）： 86-88.

[3]魯小雨. 基于MC9S12XS128單片機的智能小車控制系統設計與實現[J].成都大學學報，2011，30（3）：164-247， 273.

[4]蔡述庭.“飛思卡爾”杯智能汽車競賽設計與實踐[M].北京：北京航空航天大學出版社， 2012.