Ⅰ 怎么设计循迹小车
1. 小车控制及驱动单元的选择 此部分是整个小车的大脑,是整个小车运行的核心部件,起着控制小车所有运行状态的作用。通常选用单片机作为小车的核心控制单元,在这里用台湾凌阳公司的SPCE061A单片机来做小车的控制单元。SPCE061是一款拥有2K RAM、32KFlash、32 个I/O 口,并集成了AD/DA功能强大的16位微处理器,它还拥有丰富的语音处理功能,为小车的功能扩展提供了相当大的空间。只要按照该单片机的要求对其编制程序就可以实现很多不同的功能。小车驱动电机一般利用现成的玩具小车上的配套直流电机。考虑到小车必须能够前进、倒退、停止,并能灵活转向,在左右两轮各装一个电机分别进行驱动。当左轮电机转速高于右轮电机转速时小车向右转,反之则向左转。为了能控制车轮的转速,可以采取PWM调速法,即由单片机的IOB8、IOB9输出一系列频率固定的方波,再通过功率放大来驱动电机,在单片机中编程改变输出方波的占空比就可以改变加到电机上的平均电压,从而可以改变电机的转速。左右轮两个电机转速的配合就可以实现小车的前进、倒退、转弯等功能。 2. 小车循迹的原理 这里的循迹是指小车在白色地板上循黑线行走,通常采取的方法是红外探测法。红外探测法,即利用红外线在不同颜色的物体表面具有不同的反射性质的特点,在小车行驶过程中不断地向地面发射红外光,当红外光遇到白色纸质地板时发生漫反射,反射光被装在小车上的接收管接收;如果遇到黑线则红外光被吸收,小车上的接收管接收不到红外光。单片机就是否收到反射回来的红外光为依据来确定黑线的位置和小车的行走路线。红外探测器探测距离有限,一般最大不应超过15cm。对于发射和接收红外线的红外探头,可以自己制作或直接采用集成式红外探头。 (1)自制红外探头电路如图1所示,红外光的发送接收选用型号为ST168的对管。当小车在白色地面行驶时,装在车下的红外发射管发射红外线信号,经白色反射后,被接收管接收,一旦接收管接收到信号,那么图中光敏三极管将导通,比较器输出为低电平;当小车行驶到黑色引导线时,红外线信号被黑色吸收后,光敏三极管截止,比较器输出高电平,从而实现了通过红外线检测信号的功能。将检测到的信号送到单片机I/O口,当I/O口检测到的信号为高电平时,表明红外光被地上的黑色引导线吸收了,表明小车处在黑色的引导线上;同理,当I/O口检测到的信号为低电平时,表明小车行驶在白色地面上。此种方法简单,价格便宜,灵敏度可调,但是容易受到周围环境的影响,特别是在图1较强的日光灯下,对检测到的信号有一定的影响。 (2)集成式红外探头可以采用型号为E3F-DS10C4集成断续式光电开关探测器,它具有简单、可靠的工作性能,只要调节探头上的一个旋钮就可以控制探头的灵敏度。该探头输出端只有三根线(电源线、地线、信号线),只要将信号线接在单片机的I/O口,然后不停地对该I/O口进行扫描检测,当其为高电平时则检测到白纸,当为低电平时则检测到黑线。此种探头还能有效地防止普通光源(如日光灯等)的干扰。其缺点则是体积比较大,占用了小车有限的空间。 3.红外探头的安装 在小车具体的循迹行走过程中,为了能精确测定黑线位置并确定小车行走的方向,需要同时在底盘装设4个红外探测头,进行两级方向纠正控制,提高其循迹的可靠性。这4个红外探头的具体位置如图2所示。图中循迹传感器共安装4个,全部在一条直线上。其中InfraredMR与InfraredML 为第一级方向控制传感器,InfraredSR 与InfraredSL 为第二级方向控制传感器。小车行走时,始终保持黑线(如图2 中所示的行走轨迹黑线)在InfraredMR和InfraredML这两个第一级传感器之间,当小车偏离黑线时,第一级探测器一旦探测到有黑线,单片机就会按照预先编定的程序发送指令给小车的控 制系统,控制系统再对小车路径予以纠正。若小车回到了轨道上,即4个探测器都只检测到白纸,则小车会继续行走;若小车由于惯性过大依旧偏离轨道,越出了第一级两个探测器的探测范围,这时第二级动作,再次对小车的运动进行纠正,使之回到正确轨道上去。可以看出,第二级方向探测器实际是第一级的后备保护,从而提高了小车循迹的可靠性。 4.软件控制 其程序控制框图如图3。小车进入循迹模式后,即开始不停地扫描与探测器连接的单片机I/O口,一旦检测到某个I/O口有信号,即进入判断处理程序(switch),先确定4个探测器中的哪一个探测到了黑线,如果InfraredML(左面第一级传感器)或者InfraredSL(左面第二级传感器)探测到黑线,即小车左半部分压到黑线,车身向右偏出,此时应使小车向左转;如果是InfraredMR(右面第一级传感 器)或InfraredSR(右面第二级传感器)探测到了黑线,即车身右半部压住黑线,小车向左偏出了轨迹,则应使小车向右转。在经过了方向调整后,小车再继续向前行走,并继续探测黑线重复上述动作。 由于第二级方向控制为第一级的后备,则两个等级间的转向力度必须相互配合。 电动循迹小车设计1. 小车控制及驱动单元的选择 此部分是整个小车的大脑,是整个小车运行的核心部件,起着控制小车所有运行状态的作用。通常选用单片机作为小车的核心控制单元,在这里用台湾凌阳公司的SPCE061A单片机来做小车的控制单元。SPCE061是一款拥有2K RAM、32KFlash、32 个I/O 口,并集成了AD/DA功能强大的16位微处理器,它还拥有丰富的语音处理功能,为小车的功能扩展提供了相当大的空间。只要按照该单片机的要求对其编制程序就可以实现很多不同的功能。小车驱动电机一般利用现成的玩具小车上的配套直流电机。考虑到小车必须能够前进、倒退、停止,并能灵活转向,在左右两轮各装一个电机分别进行驱动。当左轮电机转速高于右轮电机转速时小车向右转,反之则向左转。为了能控制车轮的转速,可以采取PWM调速法,即由单片机的IOB8、IOB9输出一系列频率固定的方波,再通过功率放大来驱动电机,在单片机中编程改变输出方波的占空比就可以改变加到电机上的平均电压,从而可以改变电机的转速。左右轮两个电机转速的配合就可以实现小车的前进、倒退、转弯等功能。 2. 小车循迹的原理 这里的循迹是指小车在白色地板上循黑线行走,通常采取的方法是红外探测法。红外探测法,即利用红外线在不同颜色的物体表面具有不同的反射性质的特点,在小车行驶过程中不断地向地面发射红外光,当红外光遇到白色纸质地板时发生漫反射,反射光被装在小车上的接收管接收;如果遇到黑线则红外光被吸收,小车上的接收管接收不到红外光。单片机就是否收到反射回来的红外光为依据来确定黑线的位置和小车的行走路线。红外探测器探测距离有限,一般最大不应超过15cm。对于发射和接收红外线的红外探头,可以自己制作或直接采用集成式红外探头。 (1)自制红外探头电路如图1所示,红外光的发送接收选用型号为ST168的对管。当小车在白色地面行驶时,装在车下的红外发射管发射红外线信号,经白色反射后,被接收管接收,一旦接收管接收到信号,那么图中光敏三极管将导通,比较器输出为低电平;当小车行驶到黑色引导线时,红外线信号被黑色吸收后,光敏三极管截止,比较器输出高电平,从而实现了通过红外线检测信号的功能。将检测到的信号送到单片机I/O口,当I/O口检测到的信号为高电平时,表明红外光被地上的黑色引导线吸收了,表明小车处在黑色的引导线上;同理,当I/O口检测到的信号为低电平时,表明小车行驶在白色地面上。此种方法简单,价格便宜,灵敏度可调,但是容易受到周围环境的影响,特别是在图1较强的日光灯下,对检测到的信号有一定的影响。 (2)集成式红外探头可以采用型号为E3F-DS10C4集成断续式光电开关探测器,它具有简单、可靠的工作性能,只要调节探头上的一个旋钮就可以控制探头的灵敏度。该探头输出端只有三根线(电源线、地线、信号线),只要将信号线接在单片机的I/O口,然后不停地对该I/O口进行扫描检测,当其为高电平时则检测到白纸,当为低电平时则检测到黑线。此种探头还能有效地防止普通光源(如日光灯等)的干扰。其缺点则是体积比较大,占用了小车有限的空间。 3.红外探头的安装 在小车具体的循迹行走过程中,为了能精确测定黑线位置并确定小车行走的方向,需要同时在底盘装设4个红外探测头,进行两级方向纠正控制,提高其循迹的可靠性。这4个红外探头的具体位置如图2所示。图中循迹传感器共安装4个,全部在一条直线上。其中InfraredMR与InfraredML 为第一级方向控制传感器,InfraredSR 与InfraredSL 为第二级方向控制传感器。小车行走时,始终保持黑线(如图2 中所示的行走轨迹黑线)在InfraredMR和InfraredML这两个第一级传感器之间,当小车偏离黑线时,第一级探测器一旦探测到有黑线,单片机就会按照预先编定的程序发送指令给小车的控 制系统,控制系统再对小车路径予以纠正。若小车回到了轨道上,即4个探测器都只检测到白纸,则小车会继续行走;若小车由于惯性过大依旧偏离轨道,越出了第一级两个探测器的探测范围,这时第二级动作,再次对小车的运动进行纠正,使之回到正确轨道上去。可以看出,第二级方向探测器实际是第一级的后备保护,从而提高了小车循迹的可靠性。 4.软件控制 其程序控制框图如图3。小车进入循迹模式后,即开始不停地扫描与探测器连接的单片机I/O口,一旦检测到某个I/O口有信号,即进入判断处理程序(switch),先确定4个探测器中的哪一个探测到了黑线,如果InfraredML(左面第一级传感器)或者InfraredSL(左面第二级传感器)探测到黑线,即小车左半部分压到黑线,车身向右偏出,此时应使小车向左转;如果是InfraredMR(右面第一级传感 器)或InfraredSR(右面第二级传感器)探测到了黑线,即车身右半部压住黑线,小车向左偏出了轨迹,则应使小车向右转。在经过了方向调整后,小车再继续向前行走,并继续探测黑线重复上述动作。 由于第二级方向控制为第一级的后备,则两个等级间的转向力度必须相互配合。第二级通常是在超出第一级的控制范围的情况下发生作用,它也是最后一层保护,所以它必须要保证小车回到正确轨迹上来,则通常使第二级转向力度大于第一级,即level2>level1(level1、level2为小车转向力度,其大小通过改变单片机输出的占空比的大小来改变),具体数值在实地实验中得到。根据上面所讲述的方法,我们可以较容易地做出按照一定轨迹行走的智能电动小车。但是按照该方法行走的小车如果是走直线,有可能会是蛇形前进。为了使小车能够按轨迹行走的更流畅,可以在软件编程时运用一些简单的算法。例如,在对小车进行纠偏时,适当提前停止纠偏,而不要等到小车完全不偏时再停止,以防止小车的过冲。 第二级通常是在超出第一级的控制范围的情况下发生作用,它也是最后一层保护,所以它必须要保证小车回到正确轨迹上来,则通常使第二级转向力度大于第一级,即level2>level1(level1、level2为小车转向力度,其大小通过改变单片机输出的占空比的大小来改变),具体数值在实地实验中得到。 根据上面所讲述的方法,我们可以较容易地做出按照一定轨迹行走的智能电动小车。但是按照该方法行走的小车如果是走直线,有可能会是蛇形前进。为了使小车能够按轨迹行走的更流畅,可以在软件编程时运用一些简单的算法。例如,在对小车进行纠偏时,适当提前停止纠偏,而不要等到小车完全不偏时再停止,以防止小车的过冲
Ⅱ 单片机怎么实现循迹小车
在内存中用变量记录小车运动数据,跑出轨道后根据记录数据可以分析回归轨道的数据
在轨时也可以用这个数据变量分析小车姿态,实时修正小车驱动。
Ⅲ 单片机智能小车寻迹路线图在哪弄
自己设计。
通过构建智能小车,培养设计并实现自动控制系统的能力,在实践过程中,熟悉以单片机为核心控制芯片,设计小车的检测。
驱动和显示等外围电路,采用智能控制算法实现小车的流水灯,蜂鸣器,数码管,机动等的结合。
灵活应用机电等相关学科实现方法,达到理论与实践的统一。在此过程中,加深对控制理论的理解和认识,因此我们可以自己设计,而不是去照搬别人的。
Ⅳ 用51单片机使小车沿预定路线前进的可行性
用51单片机够呛,用stm32单片机应该没问题
这里面有一项十分重要的计算,就是己知当前坐标(GPS获得),并且设定了另一目标点的坐标(地图上抓取或实地测量),单片机要计算目标点与当前点的距离和方位角,这个计算虽不十分复杂(可以网上搜一下,有人会推算公式),但都是三角函数,并且要求经纬角等都是双精度浮点数,用51 单片机来算不是速度慢的问题,关键是内存不够用
我也有这个想法,目前己经在stm32F103单片机上实现了这种运算,下一步是用电子罗盘获得当前小车的指向角,从而决定小车向哪个方向转弯,最终到达目标点
只是因为各种条件限制,目前只是在实验用51单片机控制舵机,及获取电子罗盘数据,不过存在一些问题,这两个问题解决后,移植到STM32平台上,就可以真正开始小车的制作了
计算两点间的方位和距离的一种方法如下:
Bj=113.285825;//B点经度,看小数点后面多少位,毕竟地球这么大差1角度秒,距离是很远的
Aj=113.29791667;//A点经度
Bw=33.73010833;/B点/纬度
Aw=33.72178333;//A点纬度
a=cos(rad(90-Aw))*cos(rad(90-Bw))+sin(rad(90-Aw))*sin(rad(90-Bw))*cos(rad(Bj-Aj));//COS(C)
b=sqrt(1-a*a); //sin( c )
A=sin(sin(rad(90-Bw))*sin(rad(Bj-Aj))/b); //sin(A)
AA=asin(A)*180/3.14159265; //方位角,不是最终结果,还需象限调整
C=acos(a); //弧度角
Lab=R*C ; //两点间距离
Ⅳ 用单片机做智能小车时,想控制小车直线行驶但是由于轮子不正无法走直线时,该用什么办法纠正路线
循迹,在小车行走的路线上,画上轨迹,小车按轨迹走
Ⅵ 请问用单片机控制小车循迹,怎样是小车比较稳定而不是左右摇晃请讲的详细点
用高速单片机,优化程序。用质量好,反应快的舵机,增加传感器数量,改用更加灵敏的传感器。
Ⅶ 有没有大佬51单片机智能小车循虚线的思路啊 轨迹是弯道的那种
跟寻直线的差不多,只不过当你检测不到黑的时候不采取任何操作,当再次检测到黑的时候在正常行驶就行,最好有三个红外,甚至更多
Ⅷ 用单片机AT89C51设计智能小车,要有循迹、避障、计算路程的功能
这属于大学生电子大赛一类的课题,有点复杂,按照你的要求完成没有1个月是完成不了的,最麻烦的就是程序调试。要做的话你还是花钱搞定吧!
Ⅸ 怎样用51单片机控制小车走圆形轨迹
淘宝买4路/8路循迹模块,再买黑色条做一个圆形轨道,剩下的就是C语言编程啦~
这个是借鉴别人的,写的很好。给你看看,看完你就有思路了。
基于51单片机的智能小车循迹讲解
Ⅹ 51单片机循迹小车怎样又准又快
你是用PWM来控制速度吗?如果是的话,可以改变左右轮的占空比,当拐弯时让外边那个快点,里面那个慢点,占空比大的速度快;或者让两个轮子的转动时间不一样,外边的时间长点。。。。