基于Arduino智能寻迹小车开题报告

本科生毕业设计开题报告

毕业设计起止时间：

年 月 日～ 月 日(共 17 周) 专业 ： 电气工程及其自动化 姓名 ： 学号 ：

设计题目: 基于Arduino的智能寻迹小车控制系统设计 指导教师： 报告时间：

云南农业大学教务处 制 200 年 月 日

1. 本课题所涉及的问题在国内(外)的研究现状综述 国外智能车辆的研究历史较长，始于上世纪50年代。它的发展历程大体可以分成三个阶段： 第一阶：20世纪50年代是智能车辆研究的初始阶段。1954年美国Barrett Electronic 公司研究开发了世界上第一台自主引导车系统，该系统只是一个运行在固定路线上的拖车式运货平台，但它却具有了智能车辆最基本的特征即无人驾驶。 第二阶段：从80年代中后期开始，世界主要发达国家对智能车辆开展了卓有成效的研究。在欧洲，普罗米修斯项目开始在这个领域的探索。在美洲，美国成立了国家自动高速公路系统联盟（NAHSC）。在亚洲，日本成立了高速公路先进巡航/辅助驾驶研究会。 第三阶段：从90年代开始，智能车辆进入了深入、系统、大规模研究阶段。最为突出的是，美国卡内基.梅隆大学（Carnegie Mellon University）机器人研究所一共完成了Navlab系列的10台自主车（Navlab1—Navlab10）的研究，取得了显著的成就。 相比于国外，我国开展智能车辆技术方面的研究起步较晚，开始于20世纪80年代。而且大多数研究处在于针对某个单项技术研究的阶段。虽然我国在智能车辆技术方面的研究总体上落后于发达国家，并且存在一定得技术差距，但是我们也取得了一系列的成果，主要有： （1）中国第一汽车集团公司和国防科技大学机电工程与自动化学院与2003年研制成功我国第一辆自主驾驶轿车。 （2）南京理工大学、北京理工大学、浙江大学、国防科技大学、清华大学等多所院校联合研制了7B.8军用室外自主车，该车装有彩色摄像机、激光雷达、陀螺惯导定位等传感器。 可以预计，我国飞速发展的经济实力将为智能车辆的研究提供一个更加广阔的前景。因此，对智能小车进行深入细致的研究，不但能加深课堂上学到的理论知识，更能将理论转化为实际运用，为将来打下坚实的基础。 2．本人对课题提出的任务要求及实现预期目标的可行性分析 任务要求：本课题主要开发一个能自动循迹，自动避障，超声波测距和红外遥控的智能小车控制系统。设计主要以简易智能机器人为开发平台，选择通用、价廉的Arduino单片机为控制平台，选择常见的电机模型车为机械平台，通过细化设计要求，结合传感器技术和电机控制技术以及C语言软件编程相关知识实现小车的各种功能。 可行性分析：设计完成以由红外线对管的自动寻迹、红外线自动避障、超声波测距、红外线遥控组成的硬件模块结合软件设计组成多功能智能小车，共同实现小车的前进倒退、转向行驶，自动根据地面黑线寻迹导航，检测障碍物后停止，红外人工遥控等功能，实现智能控制，达到设计目标。 3．本课题需要重点研究的、关键的问题及解决的思路 本课题主要开发一个能自动循迹，自动避障，超声波测距和红外遥控的智能小车控制系统，设计主要以简易智能机器人为开发平台，选择通用、价廉的Arduino单片机为控制平台，选择常见的电机模型车为机械平台，通过细化设计要求，结合传感器技术和电机控制技术相关知识以及C语言软件编程来实现小车的各种功能。设计完成以由红外线对管的自动寻迹、红外线自动避障、超声波测距、红外线遥控组成的硬件模块结合软件设计组成多功能智能小车，共同实现小车的前进倒退、转向行驶，自动根据地面黑线寻迹导航，检测障碍物后停止，红外人工遥控等功能，实现智能控制，达到设计目标。 本设计以两直流电动机为主驱动，通过各类传感器件来采集各类信息，送入主控单元Arduino单片机处理数据后完成相应动作，以达到自身控制。电机驱动电路采用H桥驱动模块，驱动2个直流电机，避障和测距采用超声波传感器来完成，最后由控制单元处理数据后通过编程有序合理的将各模块信号整合在一起并完成相应动作，实现了智能控制，相当于简易机器人。 根据设计的作品要达到的效果，本系统以Arduino为核心控制器，主要由电源模块、电机驱动模块、寻迹模块、避障模块、超声波测距模块。系统的结构框图如下 4．完成本课题所必须的工作条件(如工具书、实验设备或实验环境条件、某类市场调研、计算机辅助软件等)及解决的办法 1）认真详细的阅读任务书，深刻了解主要的内容和要求。 2）查阅与智能小车相关的书籍，了解智能小车的工作原理。 3）根据控制要求初步确定所使用的元器件。 4）复习单片机的相关知识，查阅与所需硬件相关的电路设计。 5）明确控制要求，绘制电路连接图。 6）参考文献，检查电路图的正确性。 7）根据电路连接图焊接电路板。 8）分析操作流程，绘制程序流程图。 9）编写程序代码。 10）运用电脑软件初步对程序进行调试。 11）配合智能小车硬件部分，并完善功能，达到设计要求。 5．完成本课题的工作方案及进度计划 1) 第1周——第2周，查找并搜集有关该课程设计的资料，了解该课题的意义及其现状，学习并掌握单片机的编程，并在实验室进行相关实验。制定自己的试验方法，完成开题报告。 2) 第3周——第4周，通过查找到的资料，对单片机进行学习和研究，掌握其工作原理 。 3) 第5周——第12周，学习并掌握单片机编程，在实验室进行调试及相关的实验。 4) 第13周——第15周，在实验室进行组装并焊接，然后进行相关的调试，研究并讨论相关的实验结果。 5) 第16周——第17周，撰写论文。 6．指导教师审阅意见 指导教师(签字)： 年 月 日 说明：1．本报告必须由承担毕业设计课题任务的学生在第1周至第3周独立撰写完成，并交指导教师审阅。

2．每一个毕业设计课题撰写开题报告一份，作为指导教师审查学生能否承担该毕业设计课题任务

的依据，并接受学院和学校的抽查。