基于电磁场检测的寻线智能车设计1

基于电磁场检测的寻线智能车设计

Design of Intelligence Automotive Trace-keeping Based on Detection of

Electromagnetic Field

作者：张昊飏马旭卓晴清华大学

引言

以往的智能车竞赛分为光电组和摄像头组，其中光电组主要是使用光电传感器如红外传感器采集路径信息，摄像头组主要通过采集图像信息识别路径。本文则采用通电导线产生的电磁场对智能车进行引导。使用磁场信号引导车沿一定轨迹行走的优点主要体现在磁场信号具有很好的环境适应性，不受光线、温度、湿度等环境因素的影响。

设计原理

根据电磁学，我们知道在导线中通入变化的电流(如按正弦规律变化的电流)，则导线周围会产生变化的磁场，且磁场与电流的变化规律具有一致性。如果在此磁场中置一由线圈组成的电感，则该电感上会产生感应电动势，且该感应电动势的大小和通过线圈回路的磁通量的变化率成正比。由于在导线周围不同位置，磁感应强度的大小和方向不同，所以不同位置上的电感产生的感应电动势也应该是不同。据此，则可以确定电感的大致位置。

首先，由毕奥-萨伐尔定律知：通有稳恒电流I长度为L的直导线周围会产生磁场，距离导线距离为r处P点的磁感应强度为：

且磁感应强度方向为垂直纸面向里。于是，它的磁力线是在垂直于导线的平面内以导线为轴的一系列同心圆，圆上的磁感应强度大小相同。

对于通有电流的弧形导线，根据毕奥-萨伐尔定律明显可以得出弧线内侧的磁感线密度大于弧线外侧的结论。如果在通电直导线和弧形导线两边的正上方竖直放置两个与电流方向一致的线圈如图2示，则两个线圈中会通过磁通量。

导线中的电流按一定规律变化时，导线周围的磁场也将发生变化，则线圈中将感应

出一定的电动势。根据法拉第电磁感应定律，感应电动势的大小和通过导体回路的磁通量的变化率成正比：

感应电动势的方向可以用楞次定律来确定。由于本设计中导线中通过的电流频率较低，为20kHz，且线圈较小，令线圈中心到导线的距离为r，认为小范围内磁场分布是均匀的，则线圈中感应电动势可近似为：

即线圈中感应电动势的大小正比于电流的变化率，反比于线圈中心到导线的距离。其

中k为与线圈摆放方法、线圈面积和一些物理常量有关的一个量。具体的感应电动势须实

际测定来确定。

本设计中顺着电流方向竖直放置线圈，这是由于对于放置在导线上方h处的，与导线水平距离为x的线圈(如图4示)中产生的感应电动势大小与成正比，其中q是传感器所在平面与导线的夹角。由于车身可能会与导线成一定的夹角，因此q不一定为0。

图4是按照q=0o，h=5cm时画出的线圈中感应电动势与导线的水平距离x 的关系，可以看出竖直放置的线圈中的感应电动势分布简单，衰减快，远处对近处的干扰小，非常适合作为检测小车当前位置的传感器。

对于直导线，当装有小车的中轴线对称的两个线圈的小车沿其直线行驶，即两个线圈的位置关于导线对称时，则两个线圈中感应出来的电动势大小应相同、且方向亦相同。若小车偏离直导线，即两个线圈关于导线不对称时，则通过两个线圈的磁通量是不一样的。这时，距离导线较近的线圈中感应出的电动势应大于距离导线较远的那个线圈中的。根据这两个不对称的信号的差值，即可调整小车的方向，引导其沿直线行驶。

对于弧形导线，即路径的转弯处，由于弧线两侧的磁力线密度不同，则当载有线圈的小车行驶至此处时，两边的线圈感应出的电动势是不同的。具体的就是，弧线内侧线圈的感应电动势大于弧线外侧线圈的，据此信号可以引导小车拐弯。

另外，当小车驶离导线偏远致使两个线圈处于导线的一侧时，两个线圈中感应电动势也是不平衡的。距离导线较近的线圈中感应出的电动势大于距离导线较远的线圈。由此，可以引导小车重新回到导线上。

由于磁感线的闭合性和方向性，通过两线圈的磁通量的变化方向具有一致性，即产生的感应电动势方向相同，所以由以上分析，比较两个线圈中产生的感应电动势大小即可判断小车相对于导线的位置，进而做出调整，引导小车大致循线行驶。

设计方案

本设计使用一普通玩具小车作为车模，采用PWM信号驱动，当PWM信号脉宽处于(1ms,1.5ms)区间时舵机控制小车向左行驶，脉宽处于(1.5ms,2ms)时小车向右行驶，脉宽约为1.5ms时小车沿直线行驶。本方案使用两个10mH的电感置于车模头部作为确定小车位置的传感器。然后，设计了一个模拟电路，采集、调理、放大由电感得到的电动势信号。具体电路如图5所示。

该电路采用电压并联负反馈电路，电感信号从PL进入。考虑到单独电感感应出的电动势很小，本设计使用电感和电容谐振放大感应电动势。由于使用的是10mH的电感，导线中电流频率为20kHz，因此使用6.3nF的电容。这样在电容上得到的电压将会比较大，便于三极管进行放大。整个电路的具体放大倍数需要根据实际负载进行计算。本设计的小车控制电路如图6所示。

首先，把由两个电感得到的感应电动势经调理、放大后得到的电压输出u1和u2送入由运放组成的减法器中进行减法运算，然后再经由运放组成的电压跟随器送给下一级电路。经过分析，这一级电路的输出大致可由下式进行计算：

后一级电路由两个555定时器组成，其中下方的555构成一个占空比非常接近于1的脉冲发生器，作为上方555的触发脉冲。因为此触发脉冲的低电平信号非常窄，

所以能很好的保证上方555构成的单稳态电路正常运行。波形如图7所示。该脉冲信

号频率为：

上方的555定时器构成一个单稳型压控振荡器，它的脉宽受输入V1的控制，输出即PWM信号。当V1较大时，即两个电感线圈中的感应电动势相差较大时，亦即小车偏

离导线向左行驶时，则脉宽较大，舵机将控制小车向右行驶;当V1适中时，接近，即

小车沿导线行驶时，则脉宽接近1.5ms，小车按直线行驶;当V1较小时，即小车偏离导线向右行驶时，则脉宽较小，舵机将控制小车向左行驶。从而，控制小车大致循着导线行驶。另外，改变构成减法器的电阻的值，可以调整小车反应的灵敏度，进而防止出现小车以导线为中轴线左右摇摆的现象。

参考文献

[1] 张三慧，主编.大学物理学(第三册)电磁学[M].北京: 清华大学出版社, 2005.

[2] 张营.智能车辆定位技术研究[D].上海: 上海交通大学机械与动力工程学院, 2008.

[3] 555时基集成电路应用

[DB/OL].https://www.wendangku.net/doc/081516837.html,/icdata/data_47248.html,

2009-04-22/2009-10-06

[4] 邵贝贝. 单片机嵌入式应用的在线开发方法[M]. 北京：清华大学出版社. 2004年10 月第1 版

[5] 卓晴, 黄开胜, 邵贝贝. 学做智能车[M]. 北京:北航出版社, 2007.3

XXX机动车检测线方案设计

一、检测线设计规划 1、设计要求响应 我们充分考虑贵单位要求和国家最新相关标准等因素，务实地为贵单位设计可行性方案。 1.1设计依据 GB/T18565-2001《营运车辆综合性能要求和检验要求》 GB/2001 营运车辆综合性能要求和检验方法 GB/T18344 汽车维护、检测、诊断技术规范 JT/T198 汽车技术等级评定标准 JT/T199 汽车技术等级评定的检测方法 JT/T414 道路运政管理信息系统信息体系结构 JT/T415 道路运政管理信息系统编目编码规则 GB/T18276 汽车动力性台架试验方法和评价指标 GB14050 系统接地的型式及安全技术要求 GB/T13983 仪器仪表基本术语 GB/T15312 制造业自动化术语 GB/T13423 工业控制用软件评定准则 GB5080 设备可靠性实验 GB/T17993 汽车综合性能检测站通用技术条件 GB9361 计算站场地安全要求 GB50057 建筑物防雷设计规范 JT/T478-2002 《汽车检测站计算机控制系统技术规范》

GB/T18344-2001 《汽车维护、检测、诊断技术规范》 GB/T17993-1999 《汽车综合性能检测站通用技术条件》 汽车安全检测设备检定技术条件（GB 11798-2001） 机动车[1996]090号《汽车工业企业整车出厂质量保证检测线管理办法》 [1998]082号《汽车工业企业整车出厂质量保证检测线考核评审细则》 GB7258-2004《机动车运行安全技术条件》 汽车检测站计算机控制系统技术规范（JT/T478-2002） 交通部计量检定规程 相关国标、部标（行业标准）、省标（地方标准） 我厂企业标准 1.2设计特点 1.2.1采用工业控制计算机作为工位控制机（台湾） 1.2.2信号采集处理全部采用工业级高速采集模块（采用工业封装集 成单一模块，高分辨率，国际先进水平，稳定可靠、串行口通讯） 1.2.3兼容多种作业模式，保证检测中心业务正常运行 手动工作方式√ 半自动工作方式√ 全自动工作方式√ 1.2.4网络数据库管理（采用MS SQL-SERVER2000工业安全级别数据 库，功能强大，

智能避障小车设计--毕业设计完整版-附程序编程

毕业设计设计题目：智能避障小车设计 系别：机电工程系 班级：测控技术与仪器 姓名：XXX 指导教师： XXX

智能小车设计 摘要 随着近年来机器人的智能水平不断提高，其中机器人的感觉传感器种类越来越多，而视觉传感器成为自动行走和驾驶的重要部件。智能小车可应用于无人工厂，仓库，服务机器人等领域解决一些高危环境下的难题。同时单片机技术的迅速发展使得机器人的智能控制更加智能化，人性化。 该设计是利用光电传感器以一定的频率发射红外线来检测障碍物，然后将检测信号发送到STC89C52单片机，并以STC89C52单片机为控制芯片进而电动小汽车的速度及转向，以此实现自动避障的功能。其中小车驱动由L298N驱动电路完成，速度由单片机输出的PWM波调速控制。本设计结构简单，较容易实现，与实际相结合，现实意义很强，但具有高度的智能化、人性化，一定程度体现了智能。 关键词：智能小车; STC89C52单片机; L298N; PWM波

Design Of Smart Car Abstract Along with the robot's intelligent level rises ceaselessly, the types of robot sensory sensor are more and more, and the vision sensor have become the important part in the automatic walking and driving .Smart car can be applied to unmanned factory, warehouse, service robot and etc. to solve some high risk environment problems，At the same time,The rapid development of MCS technology makes the intelligent control of robot more intelligent ang humane. This design uses a photoelectric sensor sending a certain frequency transmitting infrared to detect obstacles, and then sends a detection signal to a STC89C52 MCS. While the car is drived by the L298N circuit, its speed is controlled by the output PWM signal from the STC89C52 MCS.This design is practical ,easy realization and simple in the structure, but highly intelligent, humane, Intelligent in some degree. Key words:Smart Car; STC89C52 MCS; L298N; PWM Signa

智能超声波避障小车地设计与制作

江阴职业技术学院项目设计报告 项目：超声波避障小车的设计与制作 专业 学生姓名 班级 学号 指导教师 完成日期

摘要 智能小车是一种能够通过编程手段完成特定任务的小型化机器人，它具有制作成本低廉，电路结构简单，程序调试方便等优点。由于具有很强的趣味性，智能小车深受广大机器人爱好者以及高校学生的喜爱。 本论文介绍的是具有自动避障功能的智能小车的设计与制作（以下简称智能小车），论文对智能小车的方案选择，设计思路，以及软硬件的功能和工作原理进行了详细的分析和论述。经实践验收测试，该智能小车的电路结构简单，调试方便，系统反映快速、灵活，设计方案正确、可行，各项指标稳定、可靠。

Abstract Smart cars can be programmed to perform a specific task means the miniaturization of robot, it has to make cost is low, circuit simple structure, convenient program test. Because of it has strong interest, intelligent robot car favored by the majority of the university students' enthusiasts and love. This paper introduces the is a automatic obstacle avoidance function of intelligent car design and production (hereinafter referred to as the smart car), the thesis to the intelligence of the car scheme selection, design idea, and the implementation of hardware and software function and working principle of a detailed analysis and discusses. After practice acceptance test, this intelligent car circuit structure is simple, convenient debug, fast, flexible system reflect, correct and feasible design scheme, each index is steady and reliable.

基于单片机的WIFI智能小车毕业设计论文

毕业设计方案 课题名称：《基于51单片机的WIFI 遥控小车设计》

毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明 原创性声明 本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。 作者签名：日期： 指导教师签名：日期： 使用授权说明 本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。 作者签名：日期：

学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。 作者签名：日期：年月日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 涉密论文按学校规定处理。 作者签名：日期：年月日 导师签名：日期：年月日

停车场引导系统与寻车系统方案

车位引导反向寻车系统 设计方案

一、项目概述 1)当前停车管理中的问题 随着中国城市现代化，国际化的发展，城市居民汽车拥有量急剧增加，在拥挤的市区里汽车与停车位之间的矛盾越来越突出。越来越多的公用停车场日渐无法满足频繁的停车需求。一边是停车位不够使用，另一边又是车主无法找到那空闲在角落的几个车位。在当前的车场管理中。存在的以下问题： 1、在传统停车场中，场内到底还有多少停车位可以使用，管理者一无所知，只能靠人工去勘察。 2、在传统停车场中，泊车者入场后无法迅速的进入泊车位置停放车辆，只能在场内无序流动中人工寻找空余车位，不但占用场内出入主车道资源，甚至造成场内交通拥堵。 3、在传统停车场中，必须配备大量的专职场内管理人员依靠人工去引导车辆停放，影响停车场形象、增加管理成本。 4、在传统停车场中，管理者每天无法及时统计不同时期的车流量，不能及时优化车位资源配置，导致停车场利用率低下。 为了提高停车场的信息化、智能化管理水平，给车主提供一种更加安全、舒适、方便、快捷和开放的环境，实现停车场运行的高效化、节能化、环保化，吸取国外先进技术，结合国内实际情况，研制开发了超声波停车场车位引导系统，该系统可以自动引导车辆快速进入空车位，降低管理人员成本，消除寻找车位的烦恼，节省时间使停车场形象更加完美。

2）本项目的基本情况(略) 本车场为一进一出型，分地下三层，共有停车位600个，有固定用户和临时用户，但停车位无固定分区。

3)项目施工布线建议图（详情见CAD图略）

4)项目建议配置清单 配置清单 设备列表 本车位引导项目中，停车场为进出型，共分地下三层个车位，建议在入口处安装一个总入口车位信息显示屏，因此本方案需要个总入口车位信息显示屏；停车场共有车位个，每个车位的正上方安装一个超声波探测器（可正对的这个空间的车位进行实时探测）共需要个超声波探测器，考虑在路口处设置车位引导屏，引导司机快速

自动避障小车课程设计

单片机系统 课程设计 成绩评定表 设计课题：自动避障小车 学院名称：电气工程学院 专业班级：自动1105 学生姓名： 学号： 指导教师： 设计地点：31-630 设计时间：

单片机系统课程设计 课程设计名称：自动避障小车 专业班级：自动1105 学生姓名： 学号： 指导教师： 课程设计地点：31-630 课程设计时间：

单片机系统课程设计任务书

目录 1概述-------------------------------------------------------------- 4 1.1研究背景----------------------------------------------------- 4 1.2设计思想及基本功能------------------------------------------- 4 2总体方案设计------------------------------------------------------ 4 2.1方案论证----------------------------------------------------- 4 2.2系统框图----------------------------------------------------- 5 2.3总体方案设计------------------------------------------------- 6 3硬件电路设计------------------------------------------------------ 7 3.1电源电路----------------------------------------------------- 7 3.2晶振电路----------------------------------------------------- 8 3.3复位电路----------------------------------------------------- 8 3.4键盘电路----------------------------------------------------- 8 3.5显示电路----------------------------------------------------- 9 3.6超声波测距电路---------------------------------------------- 10 3.7舵机电路---------------------------------------------------- 11 3.8电机驱动电路------------------------------------------------ 11 3.9电机转速测量电路-------------------------------------------- 13 3.10设计PCB和腐蚀电路板--------------------------------------- 14 4系统软件设计----------------------------------------------------- 16 4.1分模块程序设计---------------------------------------------- 18 4.2主程序设计-------------------------------------------------- 20 5系统调试 ------------------------------------------------------- 20 6总结 ----------------------------------------------------------- 22参考文献：------------------------------------------------------- 23附录A硬件电路图------------------------------------------------- 24附录B 源程序 ---------------------------------------------------- 25

车辆检测线视频监控系统方案书

1 车辆检测线视频监控系统 方 案 书 (V1.0) 杭州海康威视数字技术有限公司 杭州海康威视系统技术有限公司 https://www.wendangku.net/doc/081516837.html, 技术热线：400-700-5998

2 第一章 系统概述 (3) 1.1 机动车检测线系统图 (5) 1.2 机动车检测线视频监控系统图 (6) 第二章 系统简介 (7) 2.1系统组成 (7) 2.1.1视频采集系统 (7) 2.1.2视频信号传输系统 (7) 2.1.3车牌自动辨识系统 (7) 2.1.4数据存储系统 (7) 2.1.5视频管理平台 (7) 2.2设计原则 (9) 2.2.1先进性与适用性 (9) 2.1.2经济性与实用性 (9) 2.1.3可靠性与安全性 (9) 2.1.4开放性 (9) 2.1.5可扩充性 (10) 2.1.6追求最优化的系统设备配置 (10) 2.1.7提高监管力度与综合管理水平 (10) 2.2设计规范和依据 (10) 2.3系统功能和特点 (11) 2.3.1系统功能： (11) 2.3.2 系统特点： (13) 第三章 设备选型及配置 (14) 3.1设备选型 (14) 3.1.1网络硬盘录像机 (14) 3.1.2高清摄像机 (14) 3.1.3日夜型彩色摄像机 (15) 3.1.4服务器 (15) 3.2设备配置 ........................................................................................... 错误！未定义书签。

第一章系统概述 随着我省经济的迅速发展，机动车急剧增加，目前已超过一百三十万辆，机动车的安全运行问题，质量问题越来越突出。为了进一步加强对机动车的安全管理，提高机动车安全检测的客观性和可靠性，在全省各地州市的机动车检测线安装视频监控系统，将有效地提高检测质量。在检测线安装车牌识别系统及视频监控设备，实现车辆牌号识别并自动录入；检测信息的实时传输；实现与机动车登记系统双向数据交换；车辆识别代号条码识别并校验（另加扫描仪）；通过智能视频监控系统，有效避免来车不检及检车不彻底的问题；同时，监控中心可查看检测现场的实时视频监控信息；严把车辆检验关，将被检车与车牌图像信息唯一对应，全面监控汽车检测全过程，有效防止汽车检测过程中的徇私舞弊现象。 车辆检测线视频监控及平台管理系统结构图如下： 3

智能小车毕业论文完整版

智能小车毕业论文完整 版 Document serial number【UU89WT-UU98YT-UU8CB-UUUT-UUT108】

学士学位论文 系别：计算机科学与技术 学科专业：计算机科学与技术 姓名： @@@@ @@@ 2011年 06月

智能小车引导控制系统 的设计与实现 系别：计算机科学与技术 学科专业：计算机科学与技术 指导老师： @@@ 姓名： @@@ @@@ 2011年 06月

智能小车引导控制系统的设计与实现 摘要：面对诸多恶劣的工作环境(如灭火、救援等)，为了有效的避免人员伤亡，就需要采用智能小车去现场来完成相应的任务。因此研究和开发智能小车引导控制系统具有十分重要的意义。本系统采用STC89C51单片机作为核心控制芯片，设计制作了一款通过红外光电传感器检测路径信息、红外火焰传感器检测火源的智能寻迹灭火小车。本系统由单片机控制模块、寻迹传感器模块、驱动电机模块、火源传感器模块、风扇模块、电源模块等组成。实际应用表明，该小车可以在专门设计的场地上实现自主发现火源，自主识别路线，自主行进接近火源并灭火，最终完成灭火的任务。 关键词：单片机小车引导控制传感器

Smart cars guide control system design and implementation Abstract: Confronted with so many bad working environment (such as fire fighting, rescue etc), in order to effectively avoid casualties, need to use intelligent go by car scene to complete relevant tasks. Therefore, the research and development of intelligent car guide control system has the extremely vital significance. This system uses STC89C51 as the core control chip, design and make a new electric sensor detection by infrared sensor information, infrared flame path of intelligent tracing test fire extinguishing car. The system is composed of single-chip microcomputer control module, tracing sensor module, drive motor module, ignition sensor module, fan module, power supply module. The practical application indicates that the car can be in a specially designed field on fire, to realize the independent found autonomous recognition route, independent sources and marching close to the fire extinguishing, finally complete task. Keywords: Microcontroller Car Control system Sensors

基于51单片机设计智能避障小车

单片机设计智能避障小车 摘要 利用红外对管检测黑线与障碍物，并以STC89C51单片机为控制芯片控制电动小汽车的速度及转向，从而实现自动循迹避障的功能。其中小车驱动由L298N 驱动电路完成，速度由单片机输出的PWM波控制。本文首先介绍了智能车的发展前景，接着介绍了该课题设计构想，各模块电路的选择及其电路工作原理，最后对该课题的设计过程进行了总结与展望并附带各个模块的电路原理图，和本设计实物图，及完整的C语言程序。 关键词：智能小车；51单片机；L298N；红外避障；寻迹行驶 abstract Using infrared detection black and obstacles to the line and STC89C51 microcontroller as the control chip to control the speed of the electric car and steering, so as to realize the function of automatic tracking and obstacle avoidance. Which the car driven by the L298N driver circuit is completed, the speed of the microcontroller output PWM wave control. This article first introduces the development of the intelligent car prospect, then introduces the design idea, the subject selection of each module circuit and working principle of the circuit, the design process of the subject is summarized and prospect with each module circuit principle diagram, and the real figure design, and complete C language program. Key words: smart car; 51 MCU; L298N; infrared obstacle avoidance; track driving

智能车毕业设计论文

智能车毕业设计论文 【篇一：智能小车毕业设计论文终极版】 毕业设计（论文） 基于单片机的智能小车设计 design of the smart car based on scm 长春工程学院 摘要 本寻迹小车是以自己制作的小车作为车的车架，80c51单片机为控 制核心，加以步进电机、光电传感器和电源电路以及其他电路构成。系统由80c51通过io口控制小车的前进后退以及转向。在该系统中，由红外光电传感器实现路径识别，通过对小车速度的控制，使小车 能按照任意给定的黑色引导线平稳地寻迹。实验证明：系统能很好 地满足寻迹小车对路径识别性能和抗干扰能力的要求，速度调节响 应时间快，稳态误差小，具有较好的动态性能。 关键词 80c51 直流电机光电传感器自动寻迹小车 abstract： the smart car is aluminum alloy for the chassis, 80c51 mcu as its core, including stepper motor, plus photoelectric sensors, as well as other flame sensor and power circuit. mcu controls the car turning back forward or running on the white line. rpr220 reflective photo sensor seeks the trace. far infrared flame sensor tracks the flame. in addition, the scm system with sunplus for voice broadcast can remind current status. the system transmits information through df module. the car’s status will be transmitted to the remote console. ocmj4x8c lcd display and 2 keys for start control. keywords: 80c51 dc motor photo sensor self-guiding model car 目录 1 引 言 ....................................................................................................... (1) 2 总体方案设 计 ....................................................................................................... .. (2)

车牌识别停车场全自动及视频车位引导与反向寻车系统解决方案

车牌识别停车场及车位引导与反向寻车系 统解决方案 车牌识别停车场及车位引导与反向寻车系统解决方案 1、方案概述 多奥车牌识别停车场及车位引导与反向寻车系统是经过不断的优化，并结合国内外停车场具体需求而设计。系统引导车主在到达时快速找到停车空位，而在离开取车时准确找到自己的车。它是一款高效智能、快捷精确、科学经济的综合性系统。系统由前端高清数字摄像机对车位进行实时监控，通过车牌识别和车型分析模块对图像进行分析，分析判断后点亮摄像机上的车位状态指示灯，并将车牌和车位状态等信息传输到后端服务器上作存储、统计，服务器上的系统软件再将信息发布到车位显示屏和反向寻车终端上，车主只需要通过输入车牌号码或停车时间等相关信息便能够在寻车终端里的电子地图上获取最佳的寻车路线，快速找到自己的车。领先的网络通信一体化技术，提升客户停车体验及项目形象，施工布线简单，节省大量施工线材。车位引导与反向寻车解决方案以全自动的方式管理停车场，提高停车场的使用

率，降低大中型停车场的运营成本，大大提高了使用场所的整体社会效益和经济效益。 2、视频方案与超声波方案比较 比较项目视频方案超声波方案 采集方式实时抓拍车位图像信息，采用图像处理技术，通过图像比对号牌识别监控车位使用状态的装置，并识别车牌采用超声波测距原理，利用超声波发射、被测物体反射、回波接收后的时差来判断车位是否被占用 系统功能一套系统两大功能，集车位引导和反向寻车于一身，减少设备数量及施工布线，提高停车场美观度只有车位引导功能，如需寻车，需另外增加独立的刷卡式寻车系统，两套系统相当独立，管理麻烦，设备数量较多，施工布线繁琐 先进性采用先进的视频探测技术，提升整个停车场档次，全程智能化，无需人工介入，顾客只需输入车牌号码，即可查看车辆图片及寻车路径，实现轻松取车系统不够人性化，顾客停车后必须进行刷卡定位，而顾客无刷卡定位习惯，常出现因忘记刷卡、卡片遗失等因素而造成无法寻车现象 精确性先进的车牌识别技术，可实现精确寻车，引导顾客到达准确的停车位置刷卡寻车，一般20个车位左右放一个定位器，只能进行区域性引导，无法实现精确寻车 稳定性采用TCP/IP协议，具有自动重新连接功能CAN总线稳定性较好，RS485稳定性一般 3、工作流程 4、系统原理 多奥车牌识别停车场及车位引导与反向寻车系统解决方案是通过在车道中心线上方安装高清数字摄像机，一个摄像机监测1个车位（最多可检测4个车位），对车位信息图片进行实时抓拍，对抓拍到的车位信息图片进行分

自动避障小车设计

自动避障小车 技术报告 前言 设计背景：在科学探索和紧急抢险中经常会遇到对与一些危险或人类不能直接到达的地域的探测，这些就需要用机器人来完成。而在机器人在复杂地形中行进时自动避障是一项必不可少也是最基本的功能。因此，自动避障系统的研发就应运而生。 我们的自动避障小车就是基于这一系统开发而成的。随着科技的发展，对于未知空间和人类所不能直接到达的地域的探索逐步成为热门，这就使机器人的自动避障有了重大的意义。我们的自动避障小车就是自动避障机器人中的一类。自动避障小车可以作为地域探索机器人和紧急抢险机器人的运动系统，让机器人在行进中自动避过障碍物。

目录 一、设计目标： (3) 二、方案设计： (4) 2.1直流调速系统 (4) 2.2检测系统 (4) 三硬件设计 (5) 3.1、SPCE061A单片机最小系统 (5) 3.1.1．SPCE061A时钟电路 (8) 3.1.2．PLL锁相环 (9) 3.1.3．看门狗Watchdog (9) 3.1.4．低电压复位（LVR） (10) 3.1.5．I/O端口 (10) 3.1.6．时基与定时器 (11) 3.1.7．SPCE061A的定时器/计数器 (11) 3.1.8．ADC、DAC (12) 3.2、超声波传感器 (12) 四软件设计 (16) 4.1软件设计各模块 (16) 4.2速度控制 (17) 4.3障碍物检测 (17) 4.4看门狗 (17) 4.5基频中断 (18)

4.6程序设计流程图 (19) 五：测试数据、测试结果分析及结论 (19) 程序附录 (21) 1．主程序： (21) 2．中断程序 (24) 3、测距程序 (28) 一、设计目标： 1.小车从无障碍地区启动前进，感应前进路线上的障碍物 后，能自动避开障碍物。 2.根据障碍物的位置选择下一步行进方向，选择左拐还是右 拐，若障碍物在左边则自动右拐，若障碍物在右边则左拐，若障碍物在正前方可任意选择左拐或者是右拐，以达到避开障碍物的目的。 3.通过利用单片机内时钟源的控制设定左拐和右拐的时间， 从而能持续前进。 4.为达到速度的可控性，需设置两个独立按键对小车进行控 速。

毕业设计基于AT89C51单片机的智能小车设计

第1章绪论 1.1课题背景 目前，在企业生产技术不断提高、对自动化技术要求不断加深的环境下，智能车辆以及在智能车辆基础上开发出来的产品已成为自动化物流运输、柔性生产组织等系统的关键设备。世界上许多国家都在积极进行智能车辆的研究和开发设计。移动机器人是机器人学中的一个重要分支，出现于20世纪06年代。当时斯坦福研究院(SRI)的Nils Nilssen和charles Rosen等人，在1966年至1972年中研制出了取名shakey的自主式移动机器人，目的是将人工智能技术应用在复杂环境下，完成机器人系统的自主推理、规划和控制。从此，移动机器人从无到有，数量不断增多，智能车辆作为移动机器人的一个重要分支也得到越来越多的关注。 智能小车，是一个集环境感知、规划决策，自动行驶等功能于一体的综合系统，它集中地运用了计算机、传感、信息、通信、导航及白动控制等技术，是典型的高新技术综合体。 智能车辆也叫无人车辆，是一个集环境感知、规划决策和多等级辅助驾驶等功能于一体的综合系统。它具有道路障碍自动识别、自动报警、自动制动、自动保持安全距离、车速和巡航控制等功能。智能车辆的主要特点是在复杂的道路情况下，能自动地操纵和驾驶车辆绕开障碍物并沿着预定的道路(轨迹)行进。智能车辆在原有车辆系统的基础上增加了一些智能化技术设备: (1)计算机处理系统，主要完成对来自摄像机所获取的图像的预处理、增强、分析、识别等工作; (2)摄像机，用来获得道路图像信息; (3)传感器设备，车速传感器用来获得当前车速，障碍物传感器用来获得前方、侧方、后方障碍物等信息。 智能车辆技术按功能可分为三层，即智能感知/预警系统、车辆驾驶系统和全自动操作系统团。上一层技术是下一层技术的基础。三个层次具体如下: (1)智能感知系统，利用各种传感器来获得车辆自身、车辆行驶的周围环境及 驾驶员本身的状态信息，必要时发出预警信息。主要包括碰撞预警系统和驾驶员状态监控系统。碰撞预警系统可以给出前方碰撞警告、盲点警告、车道偏离警告、换道/

智能寻迹避障小车寻迹系统设计说明

第二章智能寻迹避障小车寻迹系统设计 1．任务 任务一：产生智能寻迹避障小车沿黑线转圈的控制程序； 任务二：产生智能寻迹避障小车带状态显示沿黑线转圈的控制程序； 2．要求 （1）能控制智能寻迹避障小车沿黑线实现转圈功能； （2）行走过程中小车一直压着黑线走，不得冲出黑线圆圈之外或之； （3）智能寻迹避障小车可以从小于90度的任意方向寻找到黑线圆圈； 2.1 项目描述 该项目的主要容是：在智能寻迹避障小车电机控制系统之上扩展寻迹电路，然后运用C 语言对系统进行编程，使智能寻迹避障小车实现沿黑线转圆圈的功能，并且在行走过程中小车一直压着黑线走，不得冲出黑线圆圈之外或之；当人为将小车拿开，再从小于90度的任意方向放置小车，小车应能重新找回轨道，并沿黑线继续转圈。通过该项目的学习与实践，可以让读者获得如下知识和技能： 继续掌握单片机I/O端口的应用； 掌握红外线收、发对管的工作原理与控制方法； 掌握数码管的工作原理与控制方法； 掌握单片机C语言的编程方法与技巧； 能够编写出智能寻迹避障小车沿黑线实现转圈功能的控制函数； 2.1 必备知识 2.1.1 关于红外线传感器 红外线定义：在光谱中波长自0.76至400微米的一段称为红外线，红外线是不可见光线。所有高于绝对零度（-273.15℃）的物质都可以产生红外线。现代物理学称之为热射线。医用红外线可分为两类：近红外线与远红外线。 红外线发射器：红外线发射管在LED封装行业中主要有三个常用的波段，如下850NM、875NM、940NM。根据波长的特性运用的产品也有很大的差异，850NM波长的主要用于红外线监控设备，875NM主要用于医疗设备，940NM波段的主要用于红外线控制设备。如：红外线遥控器、光电开关、光电计数设备等。 红外线对管应用：本项目中，小车的寻迹功能采用红外线收、发对管实现。具体工作过程如下：两对红外线收、发对管安装在智能寻迹避障小车底盘正前方，红外发射管一直发射信号，接收管时刻准备接收信号。两对对着地的红外管发射红外信号，信号在白色的地面上反射回接收管，通过接收管把信号送回单片机进行处理，完成相应的动作。假如在黑色的地面上，信号被地面吸收，就无信号返回，单片机检测到无信号，根据程序也会做出相应的动作。如图2.1所示为红外线收、发对管外型示意图。

基于单片机智能小车系统设计论文毕设论文

毕业设计说明书 基于单片机的智能小车系统 设计

毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明 原创性声明 本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。 作者签名：日期： 指导教师签名：日期： 使用授权说明 本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。 作者签名：日期：

学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。 作者签名：日期：年月日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 涉密论文按学校规定处理。 作者签名：日期：年月日 导师签名：日期：年月日

视频车位引导反向寻车系统解决方案即反向寻车系统解决方案

视频车位引导反向寻车系统解决方案 随着经济的持续高速发展，城市居民汽车拥有量急剧增加，在拥挤的市区里汽车与停车位之间的矛盾越来越突出。公用停车场日渐无法满足越来越多的停车需求，如何充分利用有限的停车场资源来最大程度满足车辆的停泊需求，已成了当前急需解决的问题。同时让车辆快速停至车场内，减缓道路拥堵也日益成为城市管理的重要课题。 目前停车场普遍存在的问题有： 停车场内到底还有多少空位可以使用，管理者无从知晓，只能靠人工去清点。泊车者不了解泊位情况，盲目驶入后在道路上无序流动，易造成交通拥堵。 管理者需要调配大量的管理人员疏导车辆的停放，无端地增加管理成本。 不能及时统计出不同时间段的车辆流量和不同区域的车位使用率，无法正确决策以调整资源配置，导致停车场利用率低下、收益低下。

停车场楼层多，车场大，泊车者泊车后，经常忘记自己车辆停放的位置，满车场盲目乱找，费时、费力，停车体验感极差。 为了实现停车场管理的高效率、低能耗、多收益的经营目标，提高泊车者的舒适度，提升停车场形象，实行停车场的信息化、智能化管理势在必行。为此，多奥研发、生产了以视频车牌识别为基础新型车位引导&反向寻车系统。该系统创意巧妙，性能卓越,可以使泊车者及时了解到停车场内空余车位的实时信息，快速进入泊位，避免盲目驶入，提高交通道路利用率、缓解车辆拥堵、提高停车场的车位利用率，达到降低汽车能耗、减少废气排放、降低管理成本的目的，同时泊车者通过寻车机迅速找到车辆停放的位置。

通过在车场的停车位上前方安装车牌识别摄像机，车牌识别摄像机对一个或多个车位的视频信息进行实时处理，检测车位状态、车辆的车牌号码，并将车位占用状态直接传输给车位引导屏，用于向车主发布引导指示，同时，将车牌号码及车位图像传输到数据服务器进行储存，并应用于反向寻车。

小车自动避障与路径规划

第3章系统总体结构及工作原理 该系统主要以超声波测距为基本测距原理，并在相应的硬件和软件的支持下，达到机器人避障的效果。 3.1机器人总体硬件设计 3.1.1传感器的分布要求 为了全方位检测障物的分布状况，并及时为机器人系统提供全面的数据，可将所需的八个传感器均匀排列在机器人周围，相邻每对传感器互成45度角。为了避免相互干扰，八个传感器以程序运行周期为周期，进行循环测距。传感器排列示意图如下： 图3.1.1 传感器分布图

图3.1.2 硬件设计总体框架图 上图为支持机器人运行实用程序的硬件部分的总体设计框架图，由负责相关任务的同学提供。在超声波信号输入单片机以后，由存储在单片机中的主程序调用避障子程序，根据输入信号执行避障指令，并使相关数据返回主程序，转而提供给电机和LED显示器的驱动程序使用，最后，由电机执行转向指令，结果则显示在LED显示器上。

图3.1.3 软件总体框架图 由上图可知，本文作者负责的超声波避障程序为软件总体设计中的子程序部分。在主程序运行过程中，若调用超声波避障程序，机器人在自行轨迹规划后，将程序处理所得数据送给电机处理成立程序，控制电机动作。具体的避障程序设计将在第4章进行。 3.2超声波测距原理 测距原理：超声波是指频率高于20KHz的机械波。为了以超声波作为检测

手段，必须产生超生波和接收超声波。完成这种功能的装置就是超声波传感器，习惯上称为超声波换能器或超声波探头。超声波传感器有发送器和接收器，但一个超声波传感器也可具有发送和接收声波的双重作用。超声波传感器是利用压电效应的原理将电能和超声波相互转化即在发射超声波的时候，将电能转换，发射超声波；而在收到回波的时候，则将超声振动转换成电信号。[8]超声波测距的原理一般采用渡越时间法TOF（time of flight）。首先测出超声波从发射到遇到障碍物返回所经历的时间，再乘以超声波的速度就得到二倍的声源与障碍物之间的距离，即：[8] D=ct/2 其中D为传感器与障碍物之间的距离，以m计，c为超声波速度，这里以340m/s计，t为超声波从发送到接收的总时间，以s计。据此原理可以用超声波传感器测得的距离为避障程序提供所需的数据。[8] 第4章轨迹规划算法的实现方案 4.1轨迹规划算法的层次化设计 根据上述材料分析，可以将机器人轨迹规划算法设计分为基础控制层、行为控制层和坐标计算层，三个层次进行。 4.1.1基础控制层设计 基础控制层可定义为基本行为层，这层算法的任务是寻找目标点，并确保机器人可以顺利到达指定目标位。在确定目的地位置的情况下，为了达到上述目的，计算机必须对机器人的方位进行时实计算。应用人工势场法原理，可以将目标点设为引力极，牵引机器人运动。对此动作建立相应的模型，可以使用建立平面坐标作为虚拟势场的方法来给机器人定义方位，将机器人关于目标点的时实偏角作为虚拟引力方向，以确定机器人下一步所需转过的角度，并时实检测，是否已到达目的地，若已到达，则可认为虚拟引力此刻为0，并发出信号控制程序终止运行总体程序。 由此，可确定基础控制层所需的各参数： (1)机器人的时实坐标x, y值，由专门的坐标计算层提供，为了提高精 确度，可以采用厘米为单位制。 (2)机器人的速度v，测量后设为定值使用。 (3)周期T，直接设置为定值使用。 (4)偏转角de，可通过机器人与横坐标之间的夹角pe，减去机器人到目 标点连线与横坐标的夹角E得到。