福彩票d:基于单片机的光源循迹小№车福彩票d设计-专业论文-自动化论文

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                基于单片机的光源循迹小车设计

                发布日期:2019-04-08   来源:《智能机器人》第19-01期   作者:姜洪发   浏览次数:167
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                【摘   要】:本设计以单片机为核心,利用光电传感器实现对小语调依然是那副不男不女车自动寻迹的设计。采用自制的识别传感器识别引导线,单片机ATmega16控制驱动电路,驱动两个独立的带减速机构直流电机,直流电机驱动车轮沿引导线行驶。自动寻迹是基于自动导引小车(AGV)机器人系统,实现小车的自动路线识别。

                 

                关键词:自动寻迹;单片机;光电传感器

                1  前言

                随的科技的发展,视觉技术中图◣像处理技术已经相当发达,自主式智能导航系统是视觉的典型应用领域,机器视觉需要汇报给通过大量的运算也只能识别一些结构化环境简单的目标。摄像管或CCD是视觉传感器的核心器件,但市场价格价格,体积较大,使用方式不▅方便,因此在不要求图像识别只需粗略感这边请觉的系统中使用接近传感器是一种非常进行了反击实用有效的方案。

                AGV小车若要实现避障和自动导引功〗能就需要感知导引线和障碍物,感知导引线相当给AGV小车一个视觉功能。故对AGV小车自动引导的研究已人搬起了凳子成为必要。智能避障和寻线是智能AGV导引小车系统,采用红外传感器实现小车速度检测,判断出障碍物。本文对语气对蓝狐说道智能AGV小车的寻线,避障以及速度的采集进一阳子高兴地跳了起来说道行了研究[1-2]

                2  机械结构方案

                车体采』用框架式设计,驱动方式采用直流电机驱动。如图1和图2所示。


                        

                小车动力由两个直流电机驱动,车体的转向可而他通过两个直流电机的差速实现,因此小车可围绕车体的中心进行转动,使得车体转弯半径变小,灵活性提高,具有360°的回转功能[2]

                    车体表盖亚走上前来面用钢板铺盖,考虑受力安装的问题,以螺钉连接为主,以便于后期拆♂装,对无需拆装部位采用∏焊接的方式连接,并对钢板表面进行防锈喷涂。

                3 控制系统总体设计

                本文设计的控制系统是让小车延耳边轻声嘀咕道地板上设置的引导线行走,采取的方式是Ψ 红外探测法,即利用红外线在不同颜色物体▂表面具有不同的反◤射性质特点,在小车行驶的过程中就算是交情再好不断向地面发射出红外光线,当红外光线遇到其他颜色纸质地板时发生了漫反人还会有射,反射↓光被接收管接收;若遇到黑线时,红外光被吸∩收,接收管接收不到红外光信号。单片机对是否收到反手段定然是不止飞刀绝技射回来的信号为依据确定导引线的位置,控制小车的行走路线。

                本文设计系统以单片机ATmega16为核心,利用自制的红外传感器识别引导线,ATmega16控制集成H桥芯片驱shè击动两个带减速机构的直流电机,直流电机分别带动左右车轮沿引导线路线即使他能够炼出更好行驶。系统结构图如图3所示。

                 

                 

                3 系统结构图

                4  系统硬◣件设计

                4.1  单片机设计

                本文采用ATmega16芯片将它们全部腐蚀掉了作为控制核心,因ATmega16是增强的AVR RISC结构,低功耗8CMOS微控制器。AVR内核具有32个通用工作寄◇存器和指令集。寄存器分别与算术逻辑单元(ALU)直接连接,一条指令可在一个周期内同时对两个独立的寄存器进行访问。此结构可大大提升代码真是大言不惭效率,并具有比很高的数据吞吐率。控制寄存器位这小子还有两下子咯于I/O空间。状态寄存器内有全局中断使能位。每个中断在向量表里都有独立的中断向量。中断优先级与其在向量表中的位置有关,中断向量地址越低,则优先级越事情高。I/O存※储器空间中有64个可直接寻址的地址,可用于作●为SPICPU外设的控制寄存器,或其他I/O功能[3]。电路如图4所示。

                 

                4 单片机系不一会儿统原理图

                4.2 红外探测器的设计

                红外探测器主要是可是由三个光电传感器组╳合而成,包括一个红外线发射二极管和一个接收器。采用红外管代替ξ可见光可以降低背景光的干扰。发射管发出一他定光强的红外信号,光电管接收发射的红外信号。红外线的发送和接收选用ITR9909的对管[4]。当小车在白色的地面行驶时,装在下车上的红外发射管就会发射出手臂红外线信号,经白色物体的反射后,被车你却如此大度上的接收管接收,一旦接收管接收到信号后,光敏三极管就会导通,同◥时比较器输出低电平;当行驶到黑色引导线时,红外线被黑色物体麻烦吸收,接收器接收不到信号,光敏三极管不导通,比较器输出为↘高电平,从而实现了红外线检测信号的功能。将检测信号送入单片面片机的I/O接口,当I/O接口收到高电平信号时,说明红外线被地上的引导线吸收了,表明小车当前正处在引并没有什么特别之处导线上;同理,表明小车行驶已偏离引导线。在小车循迹行走过程中,为精确的测定引导线位》置并确定小车的行走方向,在下车底过人之处盘安装了3对红外探测头,全部位于一条直线上。当小←车行走时,始终保整个唐门之中持在引导线上,当小车偏离引导线时,一级探测器一旦探测不到引导线,单片机↑就会按设定的程序发送指令给小车的驱动系统,驱动系统再对小车路径予以纠正。若小车回ζ到了预设轨道上时,小车会继续按此轨道向前行走。如图5所示为寻迹电路原理图脚就踩在了那人脚就踩在了那人。

                 

                5 寻迹电路原理图

                4.3 驱动电路设计

                本设计中采用基♂于H型全桥式电路驱动的直流减速电机,此驱动电路可方便实现一般直流电机的四象限运行,分别对应正转制动高手逼走了、正转、反转、反转制动[5]

                全桥式驱动☆电路的4只开关管都工作在斩波状态,S1S2一组,S3S4为另一组,两组状态互』补,一组导通则另一组关断。当S1S2关断时,S3S4导通,导通电机两端施加不过要说怪罪以反向电压,可实现电机的正转或反转制动;当S3S4关断时,S1S2导通,电机两端为反向电压,电机反转或正转制动。

                PWM数据发生变化时,则建立计算电地步了机控制参数标志,根据PWM的数值和PWM的周期计算出数据。需先根据PWM的值判断出处于哪话种模式的驱动。若为单极∑性受限PWM驱动模式,则可根据PWM值和PWM频率计算出前、后半周期的持续时间。然后再根据转动的方向给出电机的输出话控制字,若是双极性可逆PWM驱动模式,可根据PWM值、转动方向和PWM频率㊣ 计算出前后半周的持续时间,其前、后半周的电机输出控制字不随转动方向变化,由前、后半周持续时间的比例决定转希望大家保密动方向。如图6所示驱动电路原理图。

                 

                6 驱动电路

                5 软件设计

                软件设计他也不想在此事上过多功能要实现检测引导线路线的走向,并控制小车按引导线●行走。

                首先系统█上电后,进行程序初始╲化,并延时后启动电机和红外探测模块。在小车运行正在寻思着用什么办法对付这些血煞中,不断的检测引导线来调整小车的前进方向。当小车进入循迹的模式后,开始不停扫描与探测器连〓接的单片机I/O口,当检测≡到某个I/O口有输入不过要说做出租车到金爵酒吧门口信号后,进入判断的处理程序。首先判断3个探测器中的哪一西蒙很是疑惑个探测到了引导线,若最左边的传ξ 感器探测到引导线,则说明小车的左半部分压到了黑线,车身已向右侧偏出,此时应输出高电卐平使小车向左转;若是右边传感东西约宽5公里器探测到信号,则小车已向左偏出了轨迹,就应输出低电平使小车向右转。在经过了※方向的调整后,回到轨迹上时,小车空—间—切—割再继续的向前行走,并继续的探测引导线重复上述动作。当两边的传感器都未检测到引导线,小车没有死将直线行走。如图7所示为软件系统流程图。

                 

                 

                7 软件系统流程图

                 

                6  结论

                本文卐所设计的小车控制系统,当小车在行驶过程中可自动实现寻迹行驶,从而达到了设计除非是想直接将敌人给包围要求。本寻迹小车的结构简单、重量轻、体积小、功耗低、控制灵活。寻迹小车是智能小车的重要一部分,有着非常广泛的应用前景,但若要达到高度智能化还有很长一段路要走,需要我们坚持不懈的探怎样处理这个难题当即就是欧厉青索和研究。

                 
                 
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