arduino的智能循迹小车
摘 要 21世纪是高科技迅速发展的世纪，各种各样的智能机器人，智能家居将越来越普及。同样，智能循迹小车在工作生产，生活中也将越来越普及。不管是现在还是将来，智能小车在我们的生活中也将成为不可代替的一部分，毫无疑问它将方便我们的生活。智能循迹避障小车的必要功能主要包括自动循迹，避障。本篇论文将进一步介绍基于Arduino的红外智能循迹避障小车，它在现实生活中已经扮演重要的角色。
目 录
第一章 绪论 1
1.1 智能循迹小车的发展意义 1
1.2 智能车的发展轨迹与前景 1
1.2.1 国外智能小车的发展轨迹 1
1.2.2 国内智能小车的发展轨迹 2
1.2.3 智能机器人的发展前景与方向 3
1.3 课题研究的主要内容 3
第二章 总体的设计方案和思路 4
2.1 设计思路 4
2.2 小车的基本组成 4
2.3 整体方案 4
第三章 硬件设计 6
3.1 总体硬件设计 6
3.1.1 基于Arduino的控制模块 6
3.1.2 循迹模块 6
3.1.3 电源和电机模块 7
3.1.4 XBL293D驱动模块 7
3.1.5避障模块 8
第四章 软件设计 10
4.1 智能循迹避障小车的功能原理 11
4.2 避障功能的设计原理 11
4.2.1 避障原理 12
4.3 循迹功能的设计原理 13
第五章 结论与展望 15
5.1结论分析 15
5.2展望 15
结束语 16
致 谢 17
参考文献 18
附录A:源代码 19
附录B:小车实物图 24
第一章 绪论
1.1 智能循迹小车的发展意义
随着社会的不断向前发展，生活水平的提高，各种各样的交通工具越来越普及，尤其是私家车的发展更加的普遍化，未来可能家家户户都至少拥有一辆私家车。
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072^
随着私家车的普及，它所造成的交通问题也越来越多，给予交通的压力越来越大，造成的污染越来越严重，同时温室效应越来越明显。
伴随着问题的逐渐浮出水面，全世界都在努力寻找方法来应对并且解决这些出现的问题。在这样的国内国际环境下，智能车开始出现在人们的视野中。智能车（Intelligent Vehicle，IV）实际上也就是我们说的轮式机器人，它从属于移动机器人的一种。移动机器人的含义，内容涵盖广泛，包括很多方面，如机械科学、信息工程科学，科学、计算机科学、控制科学与工程学，计算机科学，自动控制学、汽车学、电子学、传感技术等多个学科各个知识领域。智能机器人技术作为21世纪的一门新技术，具有广泛的潜力与市场。就目前的技术而言，智能小车技术还没有完完全全融入正常人们的生活中。智能车更多的情况下是出现在各种各样的比赛或智能车竞赛中，一些先进的工厂已经将智能车运用到搬运材料等工作领域。很多的军事方面也都有智能车的痕迹。为了促进智能车的发展，在国内国际环境中已经有很多的关于智能循迹避障小车的系列比赛。
1.2 智能车的发展轨迹与前景
1.2.1 国外智能小车的发展轨迹
在国外，许多的科学家很早就对移动机器人开始大量的研究，最早开始于20世纪60年代初。在早期的研究成果中，出现了一系列的轰动一时的移动机器人。例如：1959年到1963年之间，美国的斯坦福大学研究出了一款移动机器人，这款移动机器人可以进行自主移动，这在当时属于轰动性的发明成果，这在世界范围内也标志着机器人世界的来临。随着科学技术的不断发展与进步，计算机技术的发展与革新，世界各国开展了研究移动机器人的一个小高潮。尤其是美国和一些发达的欧洲国家像英国，法国，德国还有亚洲的日本。他们国家的政府支持移动机器人的发展鼓励相关企业，支持企业和工厂的合作，给他们投入大量的财力物力的支持，还有政策的优惠。因此，世界范围内一时刮起了一股移动机器人热，使得移动机器人得到快速的发展。
进入快速发展的21世纪，美国和欧洲的发达国家更加加大了对机器人项目的研究和投入。21世纪初，美国国会给相关科技部门投资了八亿美元进行智能移动机器人，特别是智能移动车辆的研究。主要研究方向是为了地面无人作战和防止恐怖袭击。该方面的政策指令一下达，一些工科学校与国家科研单位进行智能移动机器人的研究也随之展开。
与此同时，欧洲也对智能移动机器人技术开展了重点研究。比较著名的是德国柏林大学与大众汽车，奔驰汽车等一系列的大型工业企业展开合作。主要研究成果是无人驾驶车辆的技术。该无人驾驶车辆可以在现实的拥挤交通中进行自动行驶，但速度保持较低，一般不超过60公里每小时。这项无人驾驶技术在当时属于世界领先的水平，曾经轰动一时。
同时，在亚洲，2008年9月，日本东京大学的研究团队，推出了新型仿人类的机器人，该机器人的特点是可以模仿人类的日常生活，例如一系列的日常生活如吃饭，打扫等等。即使是目前，日本的机器人发展依旧处于世界领先的水平，甚至可以说世界一流，几乎没有国家比日本的机器人化更加普及。
1.2.2 国内智能小车的发展轨迹
在我国，智能小车的研究起步相对西方和部分发达国家较晚，与国际先进水平存在技术一定的差距。例如，国际的智能车比赛中，国内智能车的参与度相对较低。国内移动机器人的研究直到1975年国务院发布白皮书，正式提出要好好发展移动机器人，我国的机器人项目的发展才算是真正意义上的开始起步。直到国家1983年正式立项确定，这才标志着我国移动机器人研究的真正开始。
近几年，随着国家和相关部门研究的跟进与深入，移动机器人的相关技术发展较快，智能小车的发展在我国取得了一定的成果。吉林大学是我国最早的进行智能车的研究高等院校之一，该校的智能车的研究历史比较久远。该校中的王教授从上世纪80年代初带领的科研团队就开始了智能车的研究，并取得了一系列的突破性的成就，同时王荣本教授也是国内最早的开始从事智能车的研究的一批人之一。后来，上海复旦大学于1993年开始进行研制“四足”移动机器人，他们团队的最终目标是能够实现了移动机器人的自由循迹行走。清华大学对智能移动机器人的研究开始于1993年，他们的研究目的是移动机器人的自动驾驶技术还有一系列相对高级的功能开发。终于，在1995年，经国内国际一系列权威机构的联合肯定，清华大学研究的智能移动机器人成功在校园内实现了低速的行驶，并成功完成了上下斜坡的一系列高难度的动作。其他著名成果还有华中科技大学于2005年研制出的肢体移动机器人等等。
1.2.3 智能机器人的发展前景与方向
总之，移动机器人的发展已经越来越成熟。随着国内国外的移动机器人的技术的发展，在不久的将来，机器人在人类的生存生活中必将成为不可或缺的重要一员。今年的阿尔法狗战胜李世石充分说明了机器人发展的快速与不可阻挡。智能机器人，移动智能机器人，以及各种各样的高科技机器人将越来越多的出现在我们的现实生活中。今年的阿尔法狗战胜李世石就能充分说明，不管是智能机器人还是智能移动机器人都将在未来的生活中起到越来越重要的作用。
目 录
第一章 绪论 1
1.1 智能循迹小车的发展意义 1
1.2 智能车的发展轨迹与前景 1
1.2.1 国外智能小车的发展轨迹 1
1.2.2 国内智能小车的发展轨迹 2
1.2.3 智能机器人的发展前景与方向 3
1.3 课题研究的主要内容 3
第二章 总体的设计方案和思路 4
2.1 设计思路 4
2.2 小车的基本组成 4
2.3 整体方案 4
第三章 硬件设计 6
3.1 总体硬件设计 6
3.1.1 基于Arduino的控制模块 6
3.1.2 循迹模块 6
3.1.3 电源和电机模块 7
3.1.4 XBL293D驱动模块 7
3.1.5避障模块 8
第四章 软件设计 10
4.1 智能循迹避障小车的功能原理 11
4.2 避障功能的设计原理 11
4.2.1 避障原理 12
4.3 循迹功能的设计原理 13
第五章 结论与展望 15
5.1结论分析 15
5.2展望 15
结束语 16
致 谢 17
参考文献 18
附录A:源代码 19
附录B:小车实物图 24
第一章 绪论
1.1 智能循迹小车的发展意义
随着社会的不断向前发展，生活水平的提高，各种各样的交通工具越来越普及，尤其是私家车的发展更加的普遍化，未来可能家家户户都至少拥有一辆私家车。
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072^
随着私家车的普及，它所造成的交通问题也越来越多，给予交通的压力越来越大，造成的污染越来越严重，同时温室效应越来越明显。
伴随着问题的逐渐浮出水面，全世界都在努力寻找方法来应对并且解决这些出现的问题。在这样的国内国际环境下，智能车开始出现在人们的视野中。智能车（Intelligent Vehicle，IV）实际上也就是我们说的轮式机器人，它从属于移动机器人的一种。移动机器人的含义，内容涵盖广泛，包括很多方面，如机械科学、信息工程科学，科学、计算机科学、控制科学与工程学，计算机科学，自动控制学、汽车学、电子学、传感技术等多个学科各个知识领域。智能机器人技术作为21世纪的一门新技术，具有广泛的潜力与市场。就目前的技术而言，智能小车技术还没有完完全全融入正常人们的生活中。智能车更多的情况下是出现在各种各样的比赛或智能车竞赛中，一些先进的工厂已经将智能车运用到搬运材料等工作领域。很多的军事方面也都有智能车的痕迹。为了促进智能车的发展，在国内国际环境中已经有很多的关于智能循迹避障小车的系列比赛。
1.2 智能车的发展轨迹与前景
1.2.1 国外智能小车的发展轨迹
在国外，许多的科学家很早就对移动机器人开始大量的研究，最早开始于20世纪60年代初。在早期的研究成果中，出现了一系列的轰动一时的移动机器人。例如：1959年到1963年之间，美国的斯坦福大学研究出了一款移动机器人，这款移动机器人可以进行自主移动，这在当时属于轰动性的发明成果，这在世界范围内也标志着机器人世界的来临。随着科学技术的不断发展与进步，计算机技术的发展与革新，世界各国开展了研究移动机器人的一个小高潮。尤其是美国和一些发达的欧洲国家像英国，法国，德国还有亚洲的日本。他们国家的政府支持移动机器人的发展鼓励相关企业，支持企业和工厂的合作，给他们投入大量的财力物力的支持，还有政策的优惠。因此，世界范围内一时刮起了一股移动机器人热，使得移动机器人得到快速的发展。
进入快速发展的21世纪，美国和欧洲的发达国家更加加大了对机器人项目的研究和投入。21世纪初，美国国会给相关科技部门投资了八亿美元进行智能移动机器人，特别是智能移动车辆的研究。主要研究方向是为了地面无人作战和防止恐怖袭击。该方面的政策指令一下达，一些工科学校与国家科研单位进行智能移动机器人的研究也随之展开。
与此同时，欧洲也对智能移动机器人技术开展了重点研究。比较著名的是德国柏林大学与大众汽车，奔驰汽车等一系列的大型工业企业展开合作。主要研究成果是无人驾驶车辆的技术。该无人驾驶车辆可以在现实的拥挤交通中进行自动行驶，但速度保持较低，一般不超过60公里每小时。这项无人驾驶技术在当时属于世界领先的水平，曾经轰动一时。
同时，在亚洲，2008年9月，日本东京大学的研究团队，推出了新型仿人类的机器人，该机器人的特点是可以模仿人类的日常生活，例如一系列的日常生活如吃饭，打扫等等。即使是目前，日本的机器人发展依旧处于世界领先的水平，甚至可以说世界一流，几乎没有国家比日本的机器人化更加普及。
1.2.2 国内智能小车的发展轨迹
在我国，智能小车的研究起步相对西方和部分发达国家较晚，与国际先进水平存在技术一定的差距。例如，国际的智能车比赛中，国内智能车的参与度相对较低。国内移动机器人的研究直到1975年国务院发布白皮书，正式提出要好好发展移动机器人，我国的机器人项目的发展才算是真正意义上的开始起步。直到国家1983年正式立项确定，这才标志着我国移动机器人研究的真正开始。
近几年，随着国家和相关部门研究的跟进与深入，移动机器人的相关技术发展较快，智能小车的发展在我国取得了一定的成果。吉林大学是我国最早的进行智能车的研究高等院校之一，该校的智能车的研究历史比较久远。该校中的王教授从上世纪80年代初带领的科研团队就开始了智能车的研究，并取得了一系列的突破性的成就，同时王荣本教授也是国内最早的开始从事智能车的研究的一批人之一。后来，上海复旦大学于1993年开始进行研制“四足”移动机器人，他们团队的最终目标是能够实现了移动机器人的自由循迹行走。清华大学对智能移动机器人的研究开始于1993年，他们的研究目的是移动机器人的自动驾驶技术还有一系列相对高级的功能开发。终于，在1995年，经国内国际一系列权威机构的联合肯定，清华大学研究的智能移动机器人成功在校园内实现了低速的行驶，并成功完成了上下斜坡的一系列高难度的动作。其他著名成果还有华中科技大学于2005年研制出的肢体移动机器人等等。
1.2.3 智能机器人的发展前景与方向
总之，移动机器人的发展已经越来越成熟。随着国内国外的移动机器人的技术的发展，在不久的将来，机器人在人类的生存生活中必将成为不可或缺的重要一员。今年的阿尔法狗战胜李世石充分说明了机器人发展的快速与不可阻挡。智能机器人，移动智能机器人，以及各种各样的高科技机器人将越来越多的出现在我们的现实生活中。今年的阿尔法狗战胜李世石就能充分说明，不管是智能机器人还是智能移动机器人都将在未来的生活中起到越来越重要的作用。
版权保护: 本文由 hbsrm.com编辑，转载请保留链接: www.hbsrm.com/jxgc/zdh/2754.html
