本站原创摘 要本系统通过超声波测距模块测量小车与障碍物的距离情况,并通过L298电机驱动模块驱动小车避开障碍物运行,整个系统的控制模块以AT89S52单片机作为主控芯片.本系统可设置最小安全距离,也可调节小车运行速度,当小车与障碍物距离小于安全距离时,通过单片机控制小车会自动向右转弯逼开障碍物,之后继续直线前进,实现智能避障.
【关 键 词】超声波测距智能避障系统设计
1引言
智能技术是按照预先设定的模式在一个特定的环境里自动的运作,无需人为管理便可以完成预期所要达到的或是更高的目标.本系统主要体现多功能小车的智能避障模式,当小车与障碍物距离小于安全距离时,通过单片机控制小车会自动向右转弯逼开障碍物,之后继续直线前进.智能避障系统可用于未来的智能汽车上,与障碍物较近时如果驾驶员未做出反应,汽车会自动减速并避开障碍物,如果多次遇到障碍驾驶员均未做出处理,汽车会自动判断驾驶员已处于疲惫状态,使汽车发出警报,并减速至停靠与路边.同时智能避障小车也可以作为玩具市场的主要发展对象,实现经济效益.
2系统总体设计方案
该超声波智能小车系统分为三大模块：超声波路面检测模块,前进、转弯电机控制模块,单片机主控制模块.它们之间的相互关系如图1所示.
3超声波测距模块设计
根据超声波测距原理,当超声波向某一方向发射超声波时,单片机内部开始计时,超声波在传输的过程中,遇到障碍物体就会立即返回,当超声波接收器接收到反射波同时单片机停止计时.我们知道,超声波在空气中传播的速度是340m/s,并设单片机记录的时间为t,单片机通过计算可得到小车与障碍物之间的距离,即：L等于340*t/2.之后根据设定的最小距离来判断小车是该直行还是转弯.
4数码显示模块
本系统选用4位共阳极7段数码管用来动态的显示小车与障碍物之间的距离.单片机通过内部软件计算出距离数值之后,且数值单位为厘米,通过单片机I/O口的P3.0到P3.3端控制4个数码管的选择,P1端控制每个数码管的7段发光二极管的亮灭,即显示测量到的距离数值.
5单片机主控制模块
此模块是小车最重要的部分,它控制着超声波测距模块、数码管显示模块、电机控制模块的工作.主要完成超声波发射与返回的计时并计算小车与障碍物之间距离,控制P1口P3口的高低电平,通过输出不同频率的脉冲来控制电机的工作.
6结论
经过设计超声波智能避障小车能够实现基本功能,即近距离遇到障碍物自主绕行,不会撞击到障碍物.该小车内部结构简单,操作容易,并且功能扩展余地大,经过深入改造,智能小车可以更加智能,功能更加丰富.