基于arduino的智能避障小車設(shè)計(jì)

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1、為了確?！敖虒W(xué)點(diǎn)數(shù)字教育資源全覆蓋”項(xiàng)目設(shè)備正常使用，我校做到安裝、教師培訓(xùn)同步進(jìn)行。設(shè)備安裝到位后，中心校組織各學(xué)點(diǎn)管理人員統(tǒng)一到縣教師進(jìn)修學(xué)校進(jìn)行培訓(xùn)，熟悉系統(tǒng)的使用和維護(hù)?；赼rduino的智能避障小車設(shè)計(jì)　　摘要：本文簡(jiǎn)要介紹了基于智能輪式移動(dòng)機(jī)器人智能避障、循跡、遙控的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)――一種基于Arduino新型集成開發(fā)環(huán)境的超聲波避障小車的工作原理。其中包括對(duì)小車的執(zhí)行組件、搭建結(jié)構(gòu)、傳感器、Arduino單片機(jī)軟件編程及試驗(yàn)結(jié)果的介紹?！　￡P(guān)鍵詞：Arduino單片機(jī)；超聲波傳感器；避障；遙控；循跡　　中圖分類號(hào)：

2、TP212文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1671--0027-02　　1設(shè)計(jì)背景　　隨著現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展和普及，機(jī)器人的發(fā)展已經(jīng)遍及近年來機(jī)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。小到智能玩具，大到機(jī)械、電子、冶金、交通、宇航、國防等各個(gè)領(lǐng)域。在本次的設(shè)計(jì)中，我將設(shè)計(jì)出一個(gè)能夠避障機(jī)器人，在具有這個(gè)基本功能的基礎(chǔ)上，就可以為他附加更多的功能，賦予它更多的實(shí)用價(jià)值。為了充分發(fā)揮“教學(xué)點(diǎn)數(shù)字教育資源全覆蓋”項(xiàng)目設(shè)備的作用，我們不僅把資源運(yùn)用于課堂教學(xué)，還利用系統(tǒng)的特色欄目開展課外活動(dòng)，對(duì)學(xué)生進(jìn)行安全教育、健康教育

3、、反邪教教育等豐富學(xué)生的課余文化生活。為了確?！敖虒W(xué)點(diǎn)數(shù)字教育資源全覆蓋”項(xiàng)目設(shè)備正常使用，我校做到安裝、教師培訓(xùn)同步進(jìn)行。設(shè)備安裝到位后，中心校組織各學(xué)點(diǎn)管理人員統(tǒng)一到縣教師進(jìn)修學(xué)校進(jìn)行培訓(xùn)，熟悉系統(tǒng)的使用和維護(hù)。　　本設(shè)計(jì)題目為《基于arduino的智能避障小車設(shè)計(jì)》是以Arduino單片機(jī)為控制核心，主要研究小車的避障功能。利用超聲波傳感器檢測(cè)道路上的障礙，然后把數(shù)據(jù)傳送給單片機(jī)，當(dāng)超聲波檢測(cè)到距離小車前方有障礙物時(shí)單片機(jī)就發(fā)出指令讓小車左轉(zhuǎn)一定角度，然后停止運(yùn)行繼續(xù)探測(cè).如果前方?jīng)]有障礙物就直走，否則繼續(xù)左轉(zhuǎn)一定角度。

4、如此通過超聲波不斷的循環(huán)檢測(cè)周邊環(huán)境的情況進(jìn)行自動(dòng)避障。該功能的小車能夠?qū)崿F(xiàn)在無人操作的情況下在比較寬闊平坦的環(huán)境中避開障礙物。當(dāng)機(jī)器人在行走過程中遇到前方障礙時(shí)，能夠根據(jù)有效范圍內(nèi)的距離作出相應(yīng)處理，由單片機(jī)軟件發(fā)出轉(zhuǎn)彎、直行、后退指令，避免機(jī)器與障礙物相撞?！　?避障小車機(jī)器人的設(shè)計(jì)原理與方法　　本設(shè)計(jì)中直流電機(jī)PWM控制系統(tǒng)的主要功能包括實(shí)現(xiàn)對(duì)直流電機(jī)的加速、減速，并且可以調(diào)整電機(jī)的轉(zhuǎn)速，能夠很方便的實(shí)現(xiàn)電機(jī)的智能控制。主體電路：即直流電機(jī)PWM控制驅(qū)動(dòng)模塊。這部分電路主要由ArduinoUno系統(tǒng)開發(fā)好的PWM控制函數(shù)

5、配合定時(shí)器直接產(chǎn)生，配合對(duì)于的方向控制IO口可以直接控制直流電機(jī)的加速、減速以及電機(jī)的正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)，并且可以調(diào)整電機(jī)的轉(zhuǎn)速，能夠很方便的實(shí)現(xiàn)電機(jī)的智能控制。其間是通過ArduinoUno單片機(jī)產(chǎn)生脈寬可調(diào)的脈沖信號(hào)并輸入到L298驅(qū)動(dòng)芯片來控制直流電機(jī)工作的。該直流電機(jī)PWM控制系統(tǒng)由以下電路模塊組成；設(shè)計(jì)控制部分：主要由ArduinoUno功能擴(kuò)展板組成。直流電機(jī)PWM控制實(shí)現(xiàn)部分主要由一些二極管、電機(jī)和L298直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊組成。智能小車采用后輪驅(qū)動(dòng)，兩個(gè)前輪各用一個(gè)電機(jī)，后輪是萬向輪，起到支撐和轉(zhuǎn)向的作用。為了充分發(fā)揮“

6、教學(xué)點(diǎn)數(shù)字教育資源全覆蓋”項(xiàng)目設(shè)備的作用，我們不僅把資源運(yùn)用于課堂教學(xué)，還利用系統(tǒng)的特色欄目開展課外活動(dòng)，對(duì)學(xué)生進(jìn)行安全教育、健康教育、反邪教教育等豐富學(xué)生的課余文化生活。為了確?！敖虒W(xué)點(diǎn)數(shù)字教育資源全覆蓋”項(xiàng)目設(shè)備正常使用，我校做到安裝、教師培訓(xùn)同步進(jìn)行。設(shè)備安裝到位后，中心校組織各學(xué)點(diǎn)管理人員統(tǒng)一到縣教師進(jìn)修學(xué)校進(jìn)行培訓(xùn)，熟悉系統(tǒng)的使用和維護(hù)。　　本小車的硬件部分分為幾個(gè)模塊：超聲波傳感器、Arduino單片機(jī)、電源、兩個(gè)直流電動(dòng)機(jī)、電機(jī)驅(qū)動(dòng)板、車身。電源連接在Arduino單片機(jī)上給整個(gè)小車供電。小車以Arduino單片

7、機(jī)為核心，連接電機(jī)驅(qū)動(dòng)板控制兩個(gè)直流電動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)，從而實(shí)現(xiàn)小車的前進(jìn)。將超聲波傳感器安置在車身的最前端，用于探測(cè)前方是否有障礙物。當(dāng)超聲波傳感器遇到障礙物，將反饋提供到單片機(jī)里從而做出向左旋轉(zhuǎn)的反應(yīng)，再次檢測(cè)前方是否有障礙物，若有障礙物則繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，沒有障礙物則電機(jī)驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)電機(jī)前進(jìn)，從而實(shí)現(xiàn)整個(gè)小車的避障功能。　　3實(shí)驗(yàn)及結(jié)果分析　　預(yù)期目標(biāo)　　本次試驗(yàn)基本達(dá)到預(yù)期目標(biāo)?！　≡谲嚽胺?jīng)]有障礙物時(shí)，小車沿直線向前走。在車前方有障礙物時(shí)，小車能避開障礙物，避障方法如下：超聲波檢測(cè)到障礙物后，先向左邊旋轉(zhuǎn)，檢測(cè)。如果旋轉(zhuǎn)后前面沒有檢

8、測(cè)障礙物，則沿直線向前走；如果旋轉(zhuǎn)后檢測(cè)到前方仍有障礙物，則繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，如果前面沒有障礙物，則沿直線向前行走。　　但是該超聲波避障小車還存在著許多的不足，比如說只能對(duì)正前方一定角度內(nèi)進(jìn)行探測(cè)，使用的是一路超聲波而不是多路超聲波探測(cè)，并且為了簡(jiǎn)化，默認(rèn)的只是向同一個(gè)方向轉(zhuǎn)彎等，這