智能小車(chē)設(shè)計(jì)文獻(xiàn)綜述

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. 智能小車(chē)設(shè)計(jì)文獻(xiàn)綜述 摘要：隨著電子工業(yè)的發(fā)展進(jìn)步，智能技術(shù)廣泛運(yùn)用于各種領(lǐng)域，智能小車(chē)不僅在工業(yè)智能化上得到廣泛的應(yīng)用，而且運(yùn)用于智能家居中的產(chǎn)品也越來(lái)越受到人們的青睞。國(guó)外智能車(chē)輛的研究歷史較長(zhǎng)。相比于國(guó)外，我國(guó)開(kāi)展智能車(chē)輛技術(shù)方面的研究起步較晚，在智能車(chē)輛技術(shù)方面的研究總體上落后于發(fā)達(dá)國(guó)家但是也取得了一系列的成果。隨著人工智能技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)的迅速發(fā)展，智能控制將有廣闊的發(fā)展空間。本設(shè)計(jì)的智能小車(chē)?yán)眉t外對(duì)管檢測(cè)黑線與障礙物，并以單片機(jī)為控制芯片控制電動(dòng)小汽車(chē)的速度及轉(zhuǎn)向，從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)循跡避障的功能。并對(duì)智能小車(chē)研究現(xiàn)狀以及未來(lái)的應(yīng)用與發(fā)展前景做一個(gè)全方面的介紹。 1 前言 隨著電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和制造技術(shù)的飛速發(fā)展，數(shù)碼相機(jī)、DVD、洗衣機(jī)、汽車(chē)等消費(fèi)類(lèi)產(chǎn)品越來(lái)越呈現(xiàn)光機(jī)電一體化、智能化、小型化等趨勢(shì)。智能化作為現(xiàn)代社會(huì)的新產(chǎn)物，是以后的發(fā)展方向，他可以按照預(yù)先設(shè)定的模式在一個(gè)特定的環(huán)境里自動(dòng)的運(yùn)作，無(wú)需人為管理，便可以完成預(yù)期所要達(dá)到的或是更高的目標(biāo)。 智能小車(chē)，也稱(chēng)輪式機(jī)器人，是一種以汽車(chē)電子為背景，涵蓋控制、模式識(shí)別、傳感技術(shù)、電子、電氣、計(jì)算機(jī)、機(jī)械等多科學(xué)的科技創(chuàng)意性設(shè)計(jì)，一般主要路徑識(shí)別、速度采集、角度控制及車(chē)速控制等模塊組成。一般而言,智能車(chē)系統(tǒng)要求小車(chē)在白色的場(chǎng)地上,通過(guò)控制小車(chē)的轉(zhuǎn)向角和車(chē)速,使小車(chē)能自動(dòng)地沿著一條任意給定的黑色帶狀引導(dǎo)線行駛[1]。智能小車(chē)運(yùn)用直流電機(jī)對(duì)小車(chē)進(jìn)行速度和正反方向的運(yùn)動(dòng)控制，運(yùn)用直流電機(jī)對(duì)小車(chē)進(jìn)行速度和正反方向的運(yùn)動(dòng)控制，通過(guò)單片機(jī)來(lái)控制直流電機(jī)的工作，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)小車(chē)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)控制。 2 智能小車(chē)的發(fā)展歷史、國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 2.1 國(guó)外研究現(xiàn)狀 國(guó)外智能車(chē)輛的研究歷史較長(zhǎng)，始于上世紀(jì)50年代。它的發(fā)展歷程大體可以分成三個(gè)階段[2][3][4]： 第一階段，20世紀(jì)50年代是智能車(chē)輛研究的初始階段。1954年美國(guó)Barrett Electronics 公司研究開(kāi)發(fā)了世界上第一臺(tái)自主引導(dǎo)車(chē)系統(tǒng)AGVS（Automated Guided Vehicle System）。該系統(tǒng)只是一個(gè)運(yùn)行在固定線路上的拖車(chē)式運(yùn)貨平臺(tái)，但它卻具有了智能車(chē)輛最基本得特征即無(wú)人駕駛。早期研制AGVS的目的是為了提高倉(cāng)庫(kù)運(yùn)輸?shù)淖詣?dòng)化水平，應(yīng)用領(lǐng)域僅局限于倉(cāng)庫(kù)內(nèi)的物品運(yùn)輸。隨著計(jì)算機(jī)的應(yīng)用和傳感技術(shù)的發(fā)展，智能車(chē)輛的研究不斷得到新的發(fā)展。 第二階段，從80年代中后期開(kāi)始，世界主要發(fā)達(dá)國(guó)家對(duì)智能車(chē)輛開(kāi)展了卓有成效的研究。在歐洲，普羅米修斯項(xiàng)目于1986年開(kāi)始了在這個(gè)領(lǐng)域的探索。在美洲，美國(guó)于1995年成立了國(guó)家自動(dòng)高速公路系統(tǒng)聯(lián)盟（NAHSC），其目標(biāo)之一就是研究發(fā)展智能車(chē)輛的可能性，并促進(jìn)智能車(chē)輛技術(shù)進(jìn)入實(shí)用化。在亞洲，日本于1996年成立了高速公路先進(jìn)巡航/輔助駕駛研究會(huì)，主要目的是研究自動(dòng)車(chē)輛導(dǎo)航的方法，促進(jìn)日本智能車(chē)輛技術(shù)的整體進(jìn)步。進(jìn)入80年代中期，設(shè)計(jì)和制造智能車(chē)輛的浪潮席卷全世界，一大批世界著名的公司開(kāi)始研制智能車(chē)輛平臺(tái)。 第三階段，從90年代開(kāi)始，智能車(chē)輛進(jìn)入了深入、系統(tǒng)、大規(guī)模研究階段。最為突出的是，美國(guó)卡內(nèi)基.梅隆大學(xué)（Carnegie Mellon University）機(jī)器人研究所一共完成了Navlab系列的10臺(tái)自主車(chē)（Navlab1—Navlab10）的研究，取得了顯著的成就。 目前，智能車(chē)輛的發(fā)展正處于第三階段。這一階段的研究成果代表了當(dāng)前國(guó)外智能車(chē)輛的主要發(fā)展方向。在世界科學(xué)界和工業(yè)設(shè)計(jì)界中，眾多的研究機(jī)構(gòu)研發(fā)的智能車(chē)輛具有代表性的有： 德意志聯(lián)邦大學(xué)的研究，1985年，第一輛VaMoRs智能原型車(chē)輛在戶(hù)外高速公路上以100km/h的速度進(jìn)行了測(cè)試，它使用了機(jī)器視覺(jué)來(lái)保證橫向和縱向的車(chē)輛控制。1988年，在都靈的PROMRTHEUS項(xiàng)目第一次委員會(huì)會(huì)議上，智能車(chē)輛維塔（VITA,7t）進(jìn)行了展示，該車(chē)可以自動(dòng)停車(chē)、行進(jìn)，并可以向后車(chē)傳送相關(guān)駕駛信息。這兩種車(chē)輛都配備了UBM視覺(jué)系統(tǒng)。這是一個(gè)雙目視覺(jué)系統(tǒng)，具有極高的穩(wěn)定性。 荷蘭鹿特丹港口的研究，智能車(chē)輛的研究主要體現(xiàn)在工廠貨物的運(yùn)輸。荷蘭的Combi road系統(tǒng)，采用無(wú)人駕駛的車(chē)輛來(lái)往返運(yùn)輸貨物，它行駛的路面上采用了磁性導(dǎo)航參照物，并利用一個(gè)光陣列傳感器去探測(cè)障礙。荷蘭南部目前正在討論工業(yè)上利用這種系統(tǒng)的問(wèn)題，政府正考慮已有的高速公路新建一條專(zhuān)用的車(chē)道，采用這種系統(tǒng)將貨物從鹿特丹運(yùn)往各地。 日本大阪大學(xué)的研究，大阪大學(xué)的Shirai實(shí)驗(yàn)室所研制的智能小車(chē)，采用了航位推測(cè)系統(tǒng)（Dead Reckoning System），分別利用旋轉(zhuǎn)編碼器和電位計(jì)來(lái)獲取智能小車(chē)的轉(zhuǎn)向角，從而完成了智能小車(chē)的定位。另外，斯特拉斯堡實(shí)驗(yàn)中心、英國(guó)國(guó)防部門(mén)的研究、美國(guó)卡內(nèi)基梅隆大學(xué)、奔馳公司、美國(guó)麻省理工學(xué)院、韓國(guó)理工大學(xué)對(duì)智能車(chē)輛也有較多的研究。 2.2 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀 相比于國(guó)外，我國(guó)開(kāi)展智能車(chē)輛技術(shù)方面的研究起步較晚，開(kāi)始于20世紀(jì)80年代。而且大多數(shù)研究處在于針對(duì)某個(gè)單項(xiàng)技術(shù)研究的階段。雖然我國(guó)在智能車(chē)輛技術(shù)方面的研究總體上落后于發(fā)達(dá)國(guó)家，并且存在一定得技術(shù)差距，但是我們也取得了一系列的成果[5 ] ，主要有： （1）中國(guó)第一汽車(chē)集團(tuán)公司和國(guó)防科技大學(xué)機(jī)電工程與自動(dòng)化學(xué)院與2003年研制成功我國(guó)第一輛自主駕駛轎車(chē)。該自主駕駛轎車(chē)在正常交通情況下的高速公路上，行駛的最高穩(wěn)定速度為13km/h,最高峰值速度達(dá)170km/h，并且具有超車(chē)功能，其總體技術(shù)性能和指標(biāo)已經(jīng)達(dá)到世界先進(jìn)水平。 （2）南京理工大學(xué)、北京理工大學(xué)、浙江大學(xué)、國(guó)防科技大學(xué)、清華大學(xué)等多所院校聯(lián)合研制了7B.8軍用室外自主車(chē)，該車(chē)裝有彩色攝像機(jī)、激光雷達(dá)、陀螺慣導(dǎo)定位等傳感器。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)采用兩臺(tái)Sun10完成信息融合、路徑規(guī)劃，兩臺(tái)PC486完成路邊抽取識(shí)別和激光信息處理，8098單片機(jī)完成定位計(jì)算和車(chē)輛自動(dòng)駕駛。其體系結(jié)構(gòu)以水平式結(jié)構(gòu)為主，采用傳統(tǒng)的“感知-建模-規(guī)劃-執(zhí)行”算法，其直線跟蹤速度達(dá)到20km/h，避障速度達(dá)到5-10km/h。 智能車(chē)輛研究也是智能交通系統(tǒng)ITS的關(guān)鍵技術(shù)。目前，國(guó)內(nèi)的許多高校和科研院所都在進(jìn)行智能交通系統(tǒng)ITS（Intelligent Transport System）關(guān)鍵技術(shù)、設(shè)備的研究。隨著ITS研究的興起，我國(guó)已形成一支ITS技術(shù)研究開(kāi)發(fā)的技術(shù)專(zhuān)業(yè)隊(duì)伍。并且各交通、汽車(chē)企業(yè)越來(lái)越加大了對(duì)ITS及智能車(chē)輛技術(shù)研發(fā)的投入，整個(gè)社會(huì)的關(guān)注程度在不斷提高。交通部已將ITS研究列入“十五”科技發(fā)展計(jì)劃和2010年長(zhǎng)期規(guī)劃。相信經(jīng)過(guò)相關(guān)領(lǐng)域的共同努力，我國(guó)ITS及智能車(chē)輛的技術(shù)水平一定會(huì)得到很大提高。 目前學(xué)術(shù)界對(duì)智能小車(chē)的研究也很多，桂林理工大學(xué)黃建能等[2]設(shè)計(jì)的無(wú)線遙控小車(chē)，其由四部分組成：主控模塊、無(wú)線通信模塊、電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊和電源模塊。主控模塊采用STC89C52單片機(jī)作為處理器；無(wú)線通信模塊采用芯片 PT2262和 PT2272實(shí)現(xiàn)無(wú)線收發(fā)；用內(nèi)置兩個(gè)H橋的 L298芯片驅(qū)動(dòng)直流電機(jī)實(shí)現(xiàn)對(duì)小車(chē)的控制，實(shí)現(xiàn)前進(jìn)、后退，左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)以及加速、減速的動(dòng)作。整個(gè)無(wú)線遙控小車(chē)系統(tǒng)具有體積小、成本低、操作簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，并具有一定的可擴(kuò)展性。 于連國(guó)、李偉等[6]設(shè)計(jì)了自動(dòng)往返的智能電動(dòng)車(chē)，其采用 STC89C51 單片機(jī)作為小車(chē)的檢測(cè)和控制核心；使用紅外傳感器檢測(cè)跑道黑線并把反饋到的信號(hào)傳給單片機(jī)，能夠使小車(chē)在各區(qū)域均能按預(yù)定的速度行駛。 葛廣軍,楊帆[7]設(shè)計(jì)了一種能夠自動(dòng)循跡的智能小車(chē)。該智能小車(chē)的控制系統(tǒng)以單片機(jī)MC912DG128為核心,由路徑識(shí)別、車(chē)速檢測(cè)、舵機(jī)控制、直流電機(jī)、電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片LMD18200和電壓轉(zhuǎn)換芯片LM7525等模塊組成，并詳細(xì)闡述了控制系統(tǒng)的組成原理和軟硬件設(shè)計(jì)。實(shí)驗(yàn)的結(jié)果表明：該控制系統(tǒng)具有循跡效果好、性能穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)。 董濤,劉進(jìn)英等[8]設(shè)計(jì)并制作了一種具有紅外遙控、自動(dòng)避障、智能尋徑等功能的智能小車(chē)，該車(chē)以玩具小車(chē)為車(chē)體,直流電機(jī)及其控制電路為整個(gè)系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)部分，STC89C52單片機(jī)為整個(gè)系統(tǒng)的控制核心,采用IRM-2638紅外一體接收頭接收控制信號(hào)實(shí)現(xiàn)對(duì)小車(chē)的遙控,加以多種傳感器以實(shí)現(xiàn)小車(chē)的自動(dòng)避障與智能尋徑等功能，該小車(chē)還配備了兩塊數(shù)碼顯示管，以便實(shí)時(shí)觀察小車(chē)狀態(tài)。該小車(chē)工作穩(wěn)定，還可用于各種機(jī)器人比賽。 姜寶華、齊強(qiáng)等[9]基于STC89C52RC單片機(jī)設(shè)計(jì)了一種遙控智能小車(chē)。小車(chē)具有自動(dòng)、遙控兩種模式。該小車(chē)在遙控模式下小車(chē)可在1公里范圍遙控到達(dá)指定位置，并在手持設(shè)備上顯示小車(chē)位置坐標(biāo)；自動(dòng)模式下在封閉環(huán)境輸入任意坐標(biāo)，小車(chē)可自動(dòng)運(yùn)行到該位置。 可以預(yù)計(jì)，我國(guó)飛速發(fā)展的經(jīng)濟(jì)實(shí)力將為智能車(chē)輛的研究提供一個(gè)更加廣闊的前景。我們要結(jié)合我國(guó)國(guó)情，在某一方面或某些方面，對(duì)智能車(chē)進(jìn)行深入細(xì)致的研究，為它今后的發(fā)展及實(shí)際應(yīng)用打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。 3 智能小車(chē)設(shè)計(jì)構(gòu)想 智能車(chē)輛是集環(huán)境感知、規(guī)劃決策、多等級(jí)輔助駕駛等功能于一體的綜合系統(tǒng)，是智能交通系統(tǒng)的一個(gè)重要組成部分。本次設(shè)計(jì)對(duì)智能小車(chē)的控制系統(tǒng)進(jìn)行了研究，設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)一個(gè)基于路徑規(guī)劃處理的智能小車(chē)控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)智能小車(chē)最基本的兩個(gè)功能：循跡、避障。 3.1 主控系統(tǒng) 方案1：采用可編程邏輯器件CPLD作為控制器。CPLD可以實(shí)現(xiàn)各種復(fù)雜的 邏輯功能、規(guī)模大、密度高、體積小、穩(wěn)定性高、IO資源豐富、易于進(jìn)行功能擴(kuò)展。采用并行的輸入輸出方式，提高了系統(tǒng)的處理速度，適合為大規(guī)?？刂葡到y(tǒng)的控制核心。但本設(shè)計(jì)不需要復(fù)雜的邏輯功能，對(duì)數(shù)據(jù)的處理速度要求也不是非常高。且從使用及經(jīng)濟(jì)角度考慮我放棄了此方案。 方案2：采用51單片機(jī)作為整個(gè)系統(tǒng)的核心[7]，用其控制行進(jìn)中的小車(chē)，以實(shí)現(xiàn)其既定的性能指標(biāo)。充分分析我們的系統(tǒng)，其關(guān)鍵在于實(shí)現(xiàn)小車(chē)的自動(dòng)控制，而在這一點(diǎn)上，單片機(jī)就顯現(xiàn)出來(lái)它的優(yōu)勢(shì)——控制簡(jiǎn)單、方便、快捷。這樣一來(lái)，單片機(jī)就可以充分發(fā)揮其資源豐富、有較為強(qiáng)大的控制功能及可位尋址操作功能、價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn)。因此，這種方案是一種較為理想的方案。 綜上所述，我采用了方案二。 3.2 電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊 方案1：采用繼電器對(duì)電動(dòng)機(jī)的開(kāi)或關(guān)進(jìn)行控制,通過(guò)開(kāi)關(guān)的切換對(duì)小車(chē)的速度進(jìn)行調(diào)整.此方案的優(yōu)點(diǎn)是電路較為簡(jiǎn)單,缺點(diǎn)是繼電器的響應(yīng)時(shí)間慢,易損壞,壽命較短,可靠性不高。 方案2：采用電阻網(wǎng)絡(luò)或數(shù)字電位器調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)的分壓，從而達(dá)到分壓的目的。但電阻網(wǎng)絡(luò)只能實(shí)現(xiàn)有級(jí)調(diào)速，而數(shù)字電阻的元器件價(jià)格比較昂貴。更主要的問(wèn)題在于一般的電動(dòng)機(jī)電阻很小，但電流很大，分壓不僅回降低效率，而且實(shí)現(xiàn)很困難。 方案3：采用功率三極管作為功率放大器的輸出控制直流電機(jī)。線性型驅(qū)動(dòng)的電路結(jié)構(gòu)和原理簡(jiǎn)單，加速能力強(qiáng)，采用由達(dá)林頓管組成的 H型橋式電路。用單片機(jī)控制達(dá)林頓管使之工作在占空比可調(diào)的開(kāi)關(guān)狀態(tài)下，精確調(diào)整電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速。這種電路由于工作在管子的飽和截止模式下，效率非常高，H型橋式電路保證了簡(jiǎn)單的實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速和方向的控制，電子管的開(kāi)關(guān)速度很快，穩(wěn)定性也極強(qiáng)，是一種廣泛采用的 PWM調(diào)速技術(shù)。 這種調(diào)速方式有調(diào)速特性?xún)?yōu)良、調(diào)整平滑、調(diào)速范圍廣、過(guò)載能力大，能承受頻繁的負(fù)載沖擊，還可以實(shí)現(xiàn)頻繁的無(wú)級(jí)快速啟動(dòng)、制動(dòng)和反轉(zhuǎn)等優(yōu)點(diǎn)。因此決定采用使用功率三極管作為功率放大器的輸出控制直流電機(jī)。 綜合考慮，本設(shè)計(jì)選擇了方案三。 3.3 循跡模塊 方案1：采用簡(jiǎn)易光電傳感器結(jié)合外圍電路探測(cè)，但實(shí)際效果并不理想，對(duì)行駛過(guò)程中的穩(wěn)定性要求很高，且誤測(cè)幾率較大、易受光線環(huán)境和路面介質(zhì)影響。在使用過(guò)程極易出現(xiàn)問(wèn)題，而且容易因?yàn)?該部件造成整個(gè)系統(tǒng)的不穩(wěn)定。故最終未采用該方案。 方案2：采用兩只紅外對(duì)管，分別置于小車(chē)車(chē)身前軌道的兩側(cè)，根據(jù)兩只光電開(kāi)關(guān)接受到白線與黑線的情況來(lái)控制小車(chē)轉(zhuǎn)向來(lái)調(diào)整車(chē)向，測(cè)試表明，只要合理安裝好兩只光電開(kāi)關(guān)的位置就可以很好的實(shí)現(xiàn)循跡的功能。 方案3：采用三只紅外對(duì)管，一只置于軌道中間，兩只置于軌道外側(cè)，當(dāng)小車(chē)脫離軌道時(shí)，即當(dāng)置于中間的一只光電開(kāi)關(guān)脫離軌道時(shí)，等待外面任一只檢測(cè)到黑線后，做出相應(yīng)的轉(zhuǎn)向調(diào)整，直到中間的光電開(kāi)關(guān)重新檢測(cè)到黑線（即回到軌道）再恢復(fù)正向行駛?，F(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)表明，小車(chē)在尋跡過(guò)程中有一定的左右搖擺不定，雖然可以正確的循跡但其成本與穩(wěn)定性都次于第二種方案。 綜合考慮，本設(shè)計(jì)選擇方案二。 3.4 避障模塊 方案1：采用一只紅外對(duì)管置于小車(chē)中央。其安裝簡(jiǎn)易，也可以檢測(cè)到障礙物的存在，但難以確定小車(chē)在水平方向上是否會(huì)與障礙物相撞，也不易讓小車(chē)做出精確的轉(zhuǎn)向反應(yīng)。 方案2：采用二只紅外對(duì)管分別置于小車(chē)的前端兩側(cè)，方向與小車(chē)前進(jìn)方向平行，對(duì)小車(chē)與障礙物相對(duì)距離和方位能作出較為準(zhǔn)確的判別和及時(shí)反應(yīng)。 方案3：采用一只紅外對(duì)管置于小車(chē)右側(cè)。通過(guò)測(cè)試此種方案就能很好的實(shí)現(xiàn)小車(chē)避開(kāi)障礙物，且充分的利用資源而不浪費(fèi)。 綜合考慮，本設(shè)計(jì)選擇方案二。 4 設(shè)計(jì)原理簡(jiǎn)述 4.1 循跡原理 這里的循跡是指小車(chē)在白色地板上循黑線行走，通常采取的方法是紅外探測(cè)法。 紅外探測(cè)法，即利用紅外線在不同顏色的物體表面具有不同的反射性質(zhì)的特點(diǎn)，在小車(chē)行駛過(guò)程中不斷地向地面發(fā)射紅外光，當(dāng)紅外光遇到白色紙質(zhì)地板時(shí)發(fā)生漫反射，反射光被裝在小車(chē)上的接收管接收；如果遇到黑線則紅外光被吸收，小車(chē)上的接收管接收不到紅外光。單片機(jī)就是否收到反射回來(lái)的紅外光為依據(jù)來(lái)確定黑線的位置和小車(chē)的行走路線。紅外探測(cè)器探測(cè)距離有限，一般最大不應(yīng)超過(guò)15cm。對(duì)于發(fā)射和接收紅外線的紅外探頭，可以自己制作或直接采用集成式紅外探頭。 當(dāng)小車(chē)在白色地面行駛時(shí)，裝在車(chē)下的紅外發(fā)射管發(fā)射紅外線信號(hào)， 經(jīng)白色反射后，被接收管接收，一旦接收管接收到信號(hào)，那么圖中光敏三極管將導(dǎo)通，比較器輸出為低電平；當(dāng)小車(chē)行駛到黑色引導(dǎo)線時(shí)，紅外線信號(hào)被黑色吸收后，光敏三極管截止，比較器輸出高電平，從而實(shí)現(xiàn)了通過(guò)紅外線檢測(cè)信號(hào)的功能。將檢測(cè)到的信號(hào)送到單片機(jī)I/O口，當(dāng)I/O口檢測(cè)到的信號(hào)為高電平時(shí)，表明紅外光被地上的黑色引導(dǎo)線吸收了，表明小車(chē)處在黑色的引導(dǎo)線上；同理，當(dāng)I/O口檢測(cè)到的信號(hào)為低電平時(shí)，表明小車(chē)行駛在白色地面上。 循跡流程框圖如圖4.1所示。 圖4.1 循跡流程框圖 4.2 紅外避障原理 避障傳感器基本原理，和循跡傳感器工作原理基本相同，利用物體的反射性質(zhì)。在一定范圍內(nèi)，如果沒(méi)有障礙物，發(fā)射出去的紅外線，因?yàn)閭鞑ゾ嚯x越遠(yuǎn)而逐漸減弱，最后消失。如果有障礙物，紅外線遇到障礙物，被反射到達(dá)傳感器接收頭。傳感器檢測(cè)到這一信號(hào)，就可以確認(rèn)正前方有障礙物，并送給單片機(jī)，單片機(jī)進(jìn)行一系列的處理分析，協(xié)調(diào)小車(chē)兩輪工作，完成一個(gè)漂亮的躲避障礙物動(dòng)作傳。 躍遷到導(dǎo)帶，成為自由電子，同時(shí)產(chǎn)生空穴，電子—空穴對(duì)的出現(xiàn)使電阻率變小。光照愈強(qiáng)，光生電子—空穴對(duì)就越多，阻值就愈低。當(dāng)光敏電阻兩端加上電壓后，流過(guò)光敏電阻的電流隨光照增大而增大。入射光消失，電子-空穴對(duì)逐漸復(fù)合，電阻也逐漸恢復(fù)原值，電流也逐漸減小。 紅外避障流程框圖如圖4.2所示。 圖4.2 紅外避障流程圖 5 總結(jié)及展望 智能小車(chē)的研究、開(kāi)發(fā)和應(yīng)用涉及傳感技術(shù)、電氣技術(shù)、電氣控制技術(shù)、智能控制等學(xué)科，智能控制技術(shù)是一門(mén)跨科學(xué)的綜合性技術(shù)，當(dāng)代研究十分活躍，應(yīng)用日益廣泛的領(lǐng)域。智能作為現(xiàn)代社會(huì)的新產(chǎn)物，是以后的發(fā)展方向，它可以按照預(yù)先設(shè)定的模塊在一個(gè)特定的環(huán)境里自動(dòng)的運(yùn)行，可運(yùn)用于科學(xué)勘探等用途，無(wú)需人為的管理，便可以完成預(yù)期所要達(dá)到的或更高的目標(biāo)。智能機(jī)器人正在代替人們完成這些任務(wù)，凡不宜有人直接承擔(dān)的任務(wù)，均可由智能機(jī)器人代替，可以適應(yīng)不同環(huán)境，不受溫度、濕度等條件的影響，完成危險(xiǎn)地段，人類(lèi)無(wú)法介入等特殊情況下的任務(wù)，智能小車(chē)就是其中的一個(gè)體現(xiàn)。對(duì)于智能小車(chē)研究還可以從以下方向展開(kāi)：在小車(chē)上裝攝像頭進(jìn)行實(shí)時(shí)視頻監(jiān)控采集，通過(guò)無(wú)線傳給遠(yuǎn)端的主機(jī)，主機(jī)可以發(fā)送命令給小車(chē)，執(zhí)行相應(yīng)的動(dòng)作等等。還可以擴(kuò)展其他的模塊。就可以廣泛的應(yīng)用于科學(xué)研究、地質(zhì)勘探、危險(xiǎn)搜索、智能救援等。  參考文獻(xiàn) [1] 趙海蘭. 基于單片機(jī)的紅外遙控智能小車(chē)的設(shè)計(jì)[J]. 無(wú)線互聯(lián)科技, 2011年3期 [2] Dickmanns E D,etc.The Seeing Passenger Car “Vamors-P” Proc 1994 IEEE Symposia on Intelligent Vehicles. IEEE Press Piscataway,1994,10(5):68-73 [3] Maurer M.Vamors-p——An Advanced Platform for Visual Autonomous Road Vehicl Guidance. In:SPIE Confon Mobile Robots IX.Boston,1994,12(3):239-248 [4] Broggi A, Bertozzi M, Faseioli A et al.Automatic vehicle guidance:the experience of the ARGO autonomous vehicle.Singapore:World Scientific PubllshingCo, 1998:23-24 [5] 尹念東.智能車(chē)輛的研究及前景[J]．上海汽車(chē)，2002.2 [6] 于連國(guó),李偉,王妍瑋.基于單片機(jī)的智能小車(chē)設(shè)計(jì)[J]林業(yè)機(jī)械與木工設(shè)備,2011, Vol.39,No.4:39-41. [7] 葛廣軍,楊帆.基于單片機(jī)的智能小車(chē)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì).[J]河南城建學(xué)院學(xué)報(bào), 2011, Vol.20,No.3:47-50. [8] 董濤,劉進(jìn)英,蔣蘇.基于單片機(jī)的智能小車(chē)的設(shè)計(jì)與制作[J]計(jì)算機(jī)測(cè)量與控制, 2009, Vol.17,No.2:380-382. [9] 姜寶華,齊強(qiáng).基于單片機(jī)的無(wú)線遙控智能小車(chē)的設(shè)計(jì)與制作[J]計(jì)算機(jī)測(cè)量與控制, 2013,（2）:24-25. [10] 王晶.智能小車(chē)運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)研究.碩士論文,武漢:武漢理工大學(xué),2009 .