自动测距与避障智能小车设计开题报告.pdf

毕业论文(设计)开题报告

(由学生填写)

学生姓名汤昌欣专业电子信息工程班级电子A1111

拟选题目自动测距与避障智能小车设计

选题依据及研究意义

智能作为现代社会的新产物，是以后的发展方向，他可以按照预先设定的模式

在一个特定的环境里自动的运作，无需人为管理，便可以完成预期所要达到的或是更

高的目标。本设计主要体现多功能小车的智能模式，设计中的理论方案、分析方法及

特色与创新点等可以为自动运输机器人、采矿勘探机器人、家用自动清洁机器人等自

动半自动机器人的设计与普及有一定的参考意义。同时小车可以作为玩具的发展对

象，为中国玩具市场技术含量的缺乏进行一定的弥补，实现经济收益，形成商业价值。

超声波作为智能车避障的一种重要手段，以其避障实现方便，计算简单，易于做到实

时控制，测量精度也能达到实用的要求，在未来汽车智能化进程中必将得到广泛应用。

我国作为一个世界大国，在高科技领域也必须占据一席之地，未来汽车的智能化是汽

车产业发展必然的，在这种情况下研究超声波在智能车避障上的应用具有深远意义，

这将对我国未来智能汽车的研究在世界高科技领域占据领先地位具有重要作用。

选题研究现状

在世界科学界和工业设计界中,众多的研究机构都在研发智能车辆，其中具有代

表性的智能车辆包括：美国NAVLAB系列智能车辆系统，该系统是由美国卡内基·梅

隆大学机器人研究所研制的。NAVLAB.V系统的车体采用Pontiac运动跑车。其传感器

系统包括视觉传感器系统、差分GPS系统、光纤阻尼陀螺和光码盘。计算机系统包括

1台SPARCLX便携式工作站和l台HCII微控制器。工作站完成传感器信息处理与融合、

全局与局部路径规划；HCU完成底层车体控制与安全监控。目前NAVLAB系列己发展到

NAVLAB.11。德国VAMORS—P智能车辆系统，该系统由德国联邦国防大学和奔驰汽车

公司研制的。车体采用奔驰500型轿车。传感器系统包括由4个小型彩色CCD摄像机

构成的两组主动式双目视觉系统、3个惯性线性加速度计和角度变化传感器、测速表

及发动机状态测量仪等。执行机构包括方向力矩电机、电子油门和液压制动器等。计

[1]

算机系统由基于TRANSPUTER的并行处理单元和2台PC-486组成。

国内智能车辆研究由于起步晚，以及经济条件的制约，在智能车辆研究领域与发

达国家有一定的差距,目前开展这方面研究工作的单位主要包括一些大学和科研机

构,具有代表性的系统有:7B.8智能车辆系统。该系统是由南京理工大学、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，属于军用室外智能车

辆,于1995年底通过验收。

研究内容（包括基本思路、框架、主要研究方式、方法等）

本课题主要开发一个能自动避障，超声波测距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51单片机为控制平台，选择左右轮双直流电机驱

动模型车为机械平台，通过细化设计要求，利用超声波传感器模块和电机控制技术相

关知识实现小车的各种功能。设计完成以由左右轮双直流电机驱动的智能小车；一个

启动/停止按钮，控制智能小车启动与停止状态的切换。按下启动/停止键后，智能小

车沿直线运行；两位LED数码管显示前方障碍物距离，单位为厘米，若障碍物距离大

于99cm，显示“--”；一个设置按键，用来调整避障距离。设置时，两位数码管显

示设置值；当前方障碍物距离达到或小于设置的避障距离时，智能小车运行方向调整

（向左或向右转弯）以避开障碍物，继续直线运行；制作控制系统实物并安装在智能

小车上设计组成多功能智能小车，共同实现小车的测距、避障行驶，达到设计目标。

基本框架：

电源模块

超声波传双直流电机

感器模块驱动

51单片机

LED数码管