摘要:太阳能温差发电智能型循迹避障小车以AT89C51单片机为控制中心,利用温差发电,传感器实时感应外部环境、路径等信息,来实现自动方向控制;采用电荷藕合元件进行识别位于白色地面中的任意黑色带状引线的路径,使小车可以沿黑色导引线完成自动行驶。主要对小车的结构、工作原理、温差发电、硬件设计、软件设计和实验部分进行分析。
0 引言
随着社会的发展,科技的进步,机械智能化的要求也不断提升,人们对生活中各个方面智能化操作的期望也日益增强。智能化不仅提高了工作效率,还能减少人身安全的危险性。自1959年,英格伯格和德沃尔一起制造出第一台工作机器人以来,机器人已经在各个地区和领域发展起来,近儿年智能机器人的水平不断提升,逐渐改变了人们的生活水平。近年来,智能寻迹避障小车的发展越来越吸引人们的眼球,国内外也因此开展了一系列的竞赛活动。
目前,在世界经济多元化活跃的大背景下,智能车研究和开发已经是各个国家科技发展的重要部分。在二十世纪高新技术不断发展的时代,智能循迹小车成为机器人技术的一个重要分支。在生产技术的环境不断改进下,自动化技术不断提高的条件下,智能车得到了前所未有的发展,且已经广泛应用到各个领域和地区,智能车及相关产品的开发已日渐成熟。然而,利用新型能源作为智能循迹小车的动力来源是人们更需要的。
1 研究的意义及国内外发展状况
1.1研究的意义和目的
本设计基于微处理系统,并利用GPRS设置无线通讯模块,以此实现控制小车的前进、后退、停止、直角及圆弧转弯。以AT89C51单片机为核心控制系统,并将光、电、无线通讯等技术融为一体,运用检测技术、自动控制技术、无线通讯技术、电子技术制作出一个太阳能温差发电智能循迹小车,小车具有利用太阳能作为动力源,感知环境,自动识别与规划路径的能力。
1.2国内外发展状况
随着汽车工业的飞速发展,移动机器产生了,伴随着智能车数量的不断增加,移动机器人越来越受到人们的关注,且人类的生活水平也得到了一个提升,关于汽车的研究也就越来越受人关注。国家也对科技创新给予鼓励,每年都会举行相应的电子大赛,几乎每次都有智能小车这方面的题目,全国各高校也都很重视该题目的研究。可见其研究意义很大。
自20世纪70年代以来,欧美发达国家便致力于智能小车的研究。在军事方面,早在20世纪80年代,美国国防部就资助了自主陆地车辆ACV的研究。其中,我国吉林大学智能车辆研究组于2003年7月研发第一辆自动驾驶汽车。一个拥有感知环境、规划决策、自动驾驶等功能的综合系统,构成了今大的智能车。它集中地运用了传感、信息、通信、导航及自动控制等技术。在2005年,日本爱知世博会上,丰田公司首次演示了ITMS无人公交系统。智能小车现今技术最高的当是飞思卡尔举行的比赛,采用先进的摄像头采集黑线线路,此时要求芯片的运算速度是非常高的。
我国于20世纪80年代研究智能车技术,大多数的研究只是处于单体技术的研究,相对其他发达国家,我国起步很晚。虽然我国在智能车技术方面起步总体相对落后,存在一定的差距,但是通过不懈的努力,取得了一系列的成就。
2 车体的框架
太阳能智能循迹避障小车由小车底盘、红外线探测器、超声波探测器。电源控制板、单片机、电源等主要部分组成(如图1)。图1a是利用PRO/E软件将太阳能温差发电智能循迹避障小车制作成三维模型,是小车的整体框架构造示意图。图1b是太阳能温差发电智能循迹避障小车的平面示意图。