多功能智能車設計

1、多 功 能 智 能 車 設 計一 、 文 獻 綜 述 ： 在 20 世 紀 ， 世 界 各 國 對 機 器 人 的 研 究 就 開 始 涉 及 。 可以 說 機 器 人 的 誕 生 和 發(fā) 展 ， 使 人 類 從 繁 重 的 工 作 中 解 脫 了出 來 ， 極 大 的 提 高 了 我 們 的 生 活 水 平 。 隨 著 科 學 技 術(shù) 的 突飛 猛 進 ， 我 們 對 機 器 人 的 功 能 要 求 也 越 來 越 高 ， 自 主

2、導 航機 器 人 也 得 到 了 人 們 的 熱 捧 ， 所 以 我 們 有 必 要 對 自 主 導 航機 器 人 有 更 多 的 了 解 。國 外 研 究 現(xiàn) 狀 ： 在 各 國 的 智 能 移 動 機 器 發(fā) 展 中 ， 美國 的 智 能 移 動 機 器 人 技 術(shù) 在 國 際 上 一 直 處 于 領(lǐng) 先 地位 ， 日 本 以 及 歐 美 在 智 能 機 器 人 的 研 究 和 應 用 方 面 也處 于 公 認 的 領(lǐng) 先 地 位

3、。 在 2 0 世 紀 6 0 年 代 ， 美 國 斯 坦福 研 究 院 研 制 出 的 名 為 s h a k e y 的 地 面 自 助 機 器 人 標 志著 機 器 人 的 開 始 [ 1 7 ] 。 隨 著 計 算 機 與 傳 感 器 技 術(shù) 的 發(fā)展 ， 移 動 機 器 人 的 發(fā) 展 取 得 了 前 所 未 有 的 進 展 。 德 國聯(lián) 邦 國 防 大 學 與 奔 馳 公 司 進 行 合 作 ， 于 8 0 年 代 初 期

4、，先 后 研 究 出 V a m o r s 和 V a m o r s - p 兩 試 驗 車 [ 1 6 ] ， 其 中V a m o r s 在 沒 有 規(guī) 劃 線 的 校 園 道 路 上 ， 其 速 度 達 到 了5 0 k m / h 。 這 標 志 著 車 輛 自 動 駕 駛 技 術(shù) 有 望 得 到 廣 泛 的運 用 。 2 0 0 7 年 1 1 月 ， 日 本 東 京 早 稻 田 大 學 研 究 人 員推 出 了 新 型

5、 仿 人 型 機 器 人 “ T w e n t y - o n e ” , 它 功 能 齊備 ， 靈 活 性 高 ， 活 動 范 圍 廣 ， 可 以 全 方 向 移 動 自 如 地為 人 類 服 務 ， 是 一 種 復 雜 的 能 夠 和 人 類 和 諧 共 生 的 機器 人 【 1 5 】。（ T C R T 5 0 0 0 ） : 利 用 紅 外 光 電 傳 感 器 對 路 面 黑 色 軌 跡 進 行檢 測 , 并 將 路 面

6、檢 測 信 號 反 饋 給 A r d u i n o 單 片 機 。 A r d u i n o 單片 機 對 采 集 到 的 信 號 予 以 分 析 判 斷 , 及 時 控 制 驅(qū) 動 電 機 以 調(diào)整 小 車 轉(zhuǎn) 向 , 從 而 使 小 車 能 夠 沿 著 黑 色 軌 跡 自 動 行 駛 , 實 現(xiàn) 小車 自 動 尋 跡 的 目 的 。 3 ) k e y s 紅 外 遙 控 模 塊 ： 小 車 通 過 紅外 遙 控 來 實

7、 現(xiàn) 小 車 的 運 行 。 4 ） 藍 牙 模 塊 ： 通 過 a r d u i n o 藍牙 遙 控 可 編 程 智 能 小 車 。 5 ） 激 光 雷 達 （ r p l i d a r ） ： 一 種 基于 Arduino 新 型 開 發(fā) 環(huán) 境 中 通 過 激 光 雷 達 （ RPLIDAR） 實 現(xiàn) 地 圖重 建 （ SLAM） 和 超 聲 波 測 距 實 現(xiàn) 路 徑 規(guī) 劃 和 自 主 導 航 的 功 能 。2.2 現(xiàn)

8、實 中 的 運 用 ： 該 設 計 主 要 體 現(xiàn) 多 功 能 小 車 的 智 能 避障 功 能 ， 本 設 計 中 的 理 論 方 案 、 分 析 方 法 及 特 色 與 創(chuàng) 新 點 等 可以 為 自 動 運 輸 機 器 人 、 采 礦 勘 測 機 器 人 、 家 用 自 動 清 潔 機 器 人等 半 自 動 化 機 器 人 的 設 計 與 普 及 有 一 定 的 積 極 作 用 。 同 事 小 車可 以 作 為 玩 具 的 發(fā) 展

9、對 象 ， 為 中 國 玩 具 市 場 技 術(shù) 含 量 的 缺 乏 進行 一 定 的 彌 補 ， 實 現(xiàn) 經(jīng) 濟 利 益 ， 形 成 是 個 商 業(yè) 價 值 ， 同 時 也 為無 人 駕 駛 技 術(shù) 的 發(fā) 展 提 供 了 寶 貴 的 理 論 基 礎 。三 、 設 計 方 案3.1 智 能 小 車 結(jié) 構(gòu)智 能 小 車 方 案 圖 如 圖 1 所 示 ， 主 要 包 括 幾 個 部 分 ：（ 1 ） 電 機 驅(qū) 動 模 塊 L 2 9

10、8 N ： 通 過 專 用 雙 H 橋 驅(qū) 動 電 路 對 4組 電 機 進 行 驅(qū) 動 ， a r d u i n o 板 給 出 控 制 信 號 控 制 電 機 按 照 設定 的 規(guī) 律 運 行 。 （ 2 ） a r d u i n o 板 和 擴 展 板 ： 這 是 小 車 的 大腦 ， 負 責 小 車 的 整 個 運 行 控 制 。 （ 3 ） 超 聲 波 模 塊 和 舵 機 轉(zhuǎn)向 模 塊 ： 將 超 聲 波 模 塊 和 舵