超聲波避障小車 課程設(shè)計說明書（論文）
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- 超聲波避障小車 課程設(shè)計說明書（論文）
開題報告
1 立項依據(jù)
1.1 立項目的
（1）設(shè)計一輛利用超聲波傳感器來實現(xiàn)避障功能的小車，使小車對其運(yùn)動方向受到的阻礙作出各種躲避障礙的動作。
（2）進(jìn)一步學(xué)習(xí)單片機(jī)原理及其應(yīng)用，了解超聲波傳感器的工作原理。
1.2 立項意義
在科學(xué)探索及緊急搶險中經(jīng)常要對一些危險或人類不能直接到達(dá)的地域進(jìn)行探測，這就需要用機(jī)器人來完成。而機(jī)器人在復(fù)雜地形行進(jìn)時自動避障是一項必不可少也是最基本的功能。因此，自動避障系統(tǒng)的研發(fā)也就應(yīng)運(yùn)而生。
自動避障小車就是基于這一系統(tǒng)開發(fā)而成的。隨著科技的發(fā)展，對于未知空間和人類所不能直接到達(dá)的地域的探索逐步成為熱門，這就使機(jī)器人自動避障功能的研發(fā)有了重大意義。
通過對自動避障小車的設(shè)計，我們可以將其運(yùn)用于自動避障小車，以作為地域探索機(jī)器人和緊急搶險機(jī)器人的運(yùn)動系統(tǒng)，讓機(jī)器人在行進(jìn)中自動避過障礙物。
1.3 設(shè)計要求
（1）在車前方?jīng)]有障礙物時，小車沿直線向前走。
（2）在車前方有障礙物時，小車能避開障礙物，避障方法如下：
①先向左邊轉(zhuǎn)90度，如果前面沒有障礙物，再沿直線向前走；
②如果前面仍有障礙物，則向右轉(zhuǎn)180度，如果前面沒有障礙物，則直線行走；
③如果前面仍有障礙物，則向右90度，然后直線行走
2 課題設(shè)計
2.1 設(shè)計原理
該智能車系統(tǒng)可分為四個主要模塊：傳感器避障模塊，單片機(jī)主控核心模塊，電機(jī)驅(qū)動模塊，USB下載模塊。鑒于電機(jī)驅(qū)動模塊、USB下載模塊已經(jīng)由實驗室直接提供了，我們對于傳感器避障模塊和單片機(jī)主控核心模塊進(jìn)行了討論。
（1）傳感器避障模塊。智能車避障系統(tǒng)中的傳感器一般分為接觸型和非接觸型兩種，接觸型相對比較簡單。這里我們使用了超聲波傳感器進(jìn)行測量，也即非接觸型傳感器。
超聲波是一種振動頻率高于聲波的機(jī)械波，由換能晶片在電壓的激勵下發(fā)生震動產(chǎn)生的，在碰到雜質(zhì)獲分界面會產(chǎn)生顯著反射從而形成反射回波，超聲波傳感器就是根據(jù)超聲波在障礙物界面上的反射來判斷檢測物體的存在以及距離的。超聲波頻率高，波長短，繞射現(xiàn)象小，方向性好，再加上信息處理簡單且價格低廉，所以這里我們使用28015-PING-v1.6超聲波傳感器對小車行進(jìn)前方路況進(jìn)行探測以及判斷，它能實現(xiàn)從3cm到1.8m距離的測量，從而識別出范圍內(nèi)的障礙物。我們將其作為傳感器避障模塊，利用其返回的數(shù)據(jù)，從而實現(xiàn)小車避障的功能。
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