自主尋徑智能小車的設計與實現

梁奐暉 簡碧園 李江海

對圖2中所示智能小車的控制，采用模塊化的結構實現，主要功能對傳感器信號的采集和控制，對電機前進后退，左轉右轉的速度進行調節，實現機器人靈活避障尋徑，系統程序控制如圖3所示。

最后是對避障算法的優化進行研究，利用PWM信號實現對電機和舵機的控制。PWM（Pulse Width Modulation）控制是對脈沖的寬度進行調制的技術，即通過對一系列脈沖的寬度進行調制，來等效地獲得所需要波形（含形狀和幅值）。在本系統中PWM信號由單片機內部的定時器產生。對智能小車電機馬達的控制，利用單片機內部時鐘震蕩電路的同時還集成了時鐘輸出和向上或向下計數器等多種功能，非常適合進行小車的電機馬達控制。另外還可通過移動端對單片機的工作模式進行選擇。

3 系統調試

不失一般性，以循徑功能測試為例進行描述。在測試循徑功能時，如果中間探測頭P01右測到黑線，則小車前進；如果右邊探測頭P02測到黑線，則小車偏了，小車左轉彎，如果三個探測頭全部測到黑線，則小車到達終點，停車。當傳感器檢測到黑線，對主控的STC89C52芯片來說，相應輸入為1，沒檢測到黑線則輸入為0。根據傳感器接收信號的差異，對電機驅動輸出不同信號進行相應的控制，如表1所示。經測試，電機的實際工作狀態能達到系統設計的期望值。

4 結 論

本文中智能小車的系統設計與實現主要基于單片機控制和傳感器技術，根據設計要求，從性價比的角度出發，以STC89C52單片機為主控芯片，采用多種傳感器獲取場景信息，采用C51編程實現對系統的控制，并完成對電機的驅動，完成了一個功能模塊化，反應較為靈敏的智能小車的設計和實現，并且小車具備循跡，自主尋徑避障功能。對該避障小車的避障測試實驗結果表明，該避障小車能夠很好地按照預期完成避障動作，并且能夠快速運動靈敏避障，效果良好，運行穩定性較好。

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