毕业论文智能超声波避障小车的设计与制作可编辑

毕业论文智能超声波避障小车的设计与制作可编辑一、绪论随着人工智能技术的不断发展，智能化的机器人越来越受到人们的关注。而智能超声波避障小车就是其中一种。其可以通过自动感知周围环境的障碍物，从而自主避开障碍物，实现自动化控制。因此，设计一款智能超声波避障小车既可以满足人们对于机器人智能化的需求，也可以为未来机器自动化服务提供实用性的技术。本文将介绍智能超声波避障小车的设计与制作。首先，介绍超声波避障技术的原理，并详细讲解避障小车的硬件设计和软件设计。最后，对避障小车的实现效果进行评估和总结。二、超声波避障技术原理超声波避障技术是指利用超声波的运动特性实现物体避障的一种技术。超声波在空气中传播速度快，同时传播能力强，能够在空气中传播500多米。其利用超声波传播并测量回波时间的原理实现避障。超声波避障小车需要具备两个超声波传感器：一个用于检测前方障碍物，另一个用于检测小车左右两侧障碍物。当小车检测到前方或左右两侧的障碍物时，避障小车会停止运动，并通过电机控制实现左转或右转来避免碰撞。三、硬件设计避障小车的硬件主要分为四个部分：车身结构、电机模块、超声波模块和电源模块。1.车身结构设计车身结构是汽车设计的基础，同样也是避障小车设计的基础。车身结构可以由木板或者3D打印部件制成。为了避免障碍物的干扰，车身需要封闭，但是保证超声波传感器可以正常工作。2.电机模块设计电机是小车的动力来源，因此电机的设计至关重要。选用高扭矩的直流电机，可以保证小车在运动时的平稳性和速度。同时，需要选用电机驱动控制芯片和电机驱动器电路，以保证电机能够按照程序控制的方向和速度旋转。3.超声波模块设计超声波传感器是避障小车的核心部件，能够检测前方障碍物。超声波传感器具有测量范围远、响应快、精度高、干扰小等特点。超声波传感器需要安装在小车前方，以便测量前方障碍物距离。为了保证高精度的测距，需要选用高精度的模块并且将模块的定位准确。4.电源模块设计小车需要供电才能工作，典型的有使用锂电池或者干电池。这里建议使用锂电池供电，以保证持续和稳定的工作电流输出。四、软件设计软件设计是实现避障小车自动遥控的关键。根据需求和实际情况，我们选用以Arduino为核心进行编程。下面详细讲述Arduino程序设计。1.初始化硬件voidsetup(){pinMode(FrontSensorTrigPin,OUTPUT);//初始化前方超声波发送引脚为输出模式pinMode(FrontSensorEchoPin,INPUT);//初始化前方超声波接收引脚为输入模式pinMode(LeftSensorTrigPin,OUTPUT);//初始化左侧超声波发送引脚为输出模式pinMode(LeftSensorEchoPin,INPUT);//初始化左侧超声波接收引脚为输入模式pinMode(RightSensorTrigPin,OUTPUT);//初始化右侧超声波发送引脚为输出模式pinMode(RightSensorEchoPin,INPUT);//初始化左侧超声波接收引脚为输入模式pinMode(leftMotorPin1,OUTPUT);//初始化左电机极性1对应的引脚为输出模式pinMode(leftMotorPin2,OUTPUT);//初始化左电机极性2对应的引脚为输出模式pinMode(rightMotorPin1,OUTPUT);//初始化右电机极性1对应的引脚为输出模式pinMode(rightMotorPin2,OUTPUT);//初始化右电机极性2对应的引脚为输出模式}2.检测超声波传感器距离longcheckDistance(inttrigPin,intechoPin){digitalWrite(trigPin,LOW);delayMicroseconds(2);digitalWrite(trigPin,HIGH);delayMicroseconds(10);digitalWrite(trigPin,LOW);longdistance=pulseIn(echoPin,HIGH)/58;//计算并返回距离值if(distance>maxDistance){distance=maxDistance;//如果距离大于最大距离，则认为距离为最大距离500cm。}returndistance;}3.判断是否需要避障voidavoidObstacle(longfrontDistance,longleftDistance,longrightDistance){intfront=frontDistance>minDistance;intleft=leftDistance>minDistance;intright=rightDistance>minDistance;if(front&&left&&right){moveForward();}elseif(front&&left&&!right){turnRight();}elseif(front&&!left&&right){turnLeft();}elseif(front&&!left&&!right){moveBackward();delay(500);turnLeft();//向左转弯}elseif(!front&&!left&&right){turnLeft();}elseif(!front&&left&&!right){turnRight();}elseif(!front&&left&&right){turnRight();}elseif(!front&&!left&&!right){stopMove();}}4.小车避障控制voidloop(){longfrontDistance,leftDistance,rightDistance;frontDistance=checkDistance(FrontSensorTrigPin,FrontSensorEchoPin);leftDistance=checkDistance(LeftSensorTrigPin,LeftSensorEchoPin);rightDistance=checkDistance(RightSensorTrigPin,RightSensorEchoPin);avoidObstacle(frontDistance,leftDistance,rightDistance);//根据检测到的距离判断是否需要避障delay(100);}五、实现效果评估进行多次实验，均能成功实现避障功能。实验表明小车可以自动避开或绕过障碍物，并且避障及时有效，具有较高的工作效率和精度。同时，小车的操控简单，非常适合