seline; color: rgb(102, 102, 102); font-family: "Microsoft YaHei"; text-wrap: wrap;">智能車(chē)近年來(lái)獲得了較大的發(fā)展，除了專(zhuān)門(mén)的飛思卡爾智能車(chē)大賽之外，在全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)大賽中也經(jīng)常以智能車(chē)做為考題，智能車(chē)巡線(xiàn)技術(shù)的發(fā)展使智能車(chē)具備了更強(qiáng)的“智能性”。

seline; color: rgb(102, 102, 102); font-family: "Microsoft YaHei"; text-wrap: wrap;">智能車(chē)可以分成三個(gè)部分——傳感器部分、控制器部分、執(zhí)行器部分。即信號(hào)捕獲、控制、驅(qū)動(dòng)。

seline; color: rgb(102, 102, 102); font-family: "Microsoft YaHei"; text-wrap: wrap;">傳感器將外界光、電、聲音、電磁波以及其他信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)后發(fā)送給上級(jí)，在智能車(chē)上的傳感器有電壓輸出、脈沖輸出、數(shù)字總線(xiàn)輸出等幾種形式。

seline; color: rgb(102, 102, 102); font-family: "Microsoft YaHei"; text-wrap: wrap;">傳統(tǒng)的控制器包含程序計(jì)數(shù)器、指令寄存器、指令譯碼器、時(shí)序發(fā)生器以及操作控制器等，用來(lái)實(shí)現(xiàn)整個(gè)微機(jī)系統(tǒng)的操作。在智能車(chē)系統(tǒng)中，控制器負(fù)責(zé)將各類(lèi)傳感器采集到的信息進(jìn)行分析處理，并將指令傳遞給執(zhí)行器。執(zhí)行器部分負(fù)責(zé)執(zhí)行控制器傳達(dá)的各項(xiàng)指令，進(jìn)而調(diào)整各個(gè)模塊的工作狀態(tài)，使之協(xié)同完成智能車(chē)的各項(xiàng)操作。

seline; color: rgb(102, 102, 102); font-family: "Microsoft YaHei"; text-wrap: wrap;">簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，智能車(chē)巡線(xiàn)技術(shù)就是通過(guò)智能車(chē)得到一個(gè)合適的圖像，并從中分析出部分可以用來(lái)控制車(chē)體的信息。

seline; color: rgb(102, 102, 102); font-family: "Microsoft YaHei"; text-wrap: wrap;">在智能車(chē)巡線(xiàn)過(guò)程中，使智能車(chē)在引導(dǎo)信息下去逼近預(yù)定的行駛軌道是智能車(chē)巡線(xiàn)技術(shù)的一個(gè)基本目標(biāo)，其行駛路線(xiàn)與實(shí)際預(yù)定軌道之間的誤差率可以用來(lái)判別一種巡線(xiàn)技術(shù)的優(yōu)劣程度。在同一種巡線(xiàn)技術(shù)下，采用不同的傳感器也會(huì)對(duì)智能車(chē)的巡線(xiàn)準(zhǔn)確度產(chǎn)生影響。

seline; color: rgb(102, 102, 102); font-family: "Microsoft YaHei"; text-wrap: wrap; text-align: center;">

seline; color: rgb(102, 102, 102); font-family: "Microsoft YaHei"; text-wrap: wrap;">目前被廣泛采用的循跡方式有多種，包括黑線(xiàn)循跡、紅外對(duì)管循跡法、攝像頭循跡法、激光管循跡法、激光管循跡法、電磁循跡法等。相比較于其他幾種循跡方法，黑線(xiàn)循跡的電路設(shè)計(jì)相對(duì)而言簡(jiǎn)單，檢測(cè)信息速度快且成本低。

seline; color: rgb(102, 102, 102); font-family: "Microsoft YaHei"; text-wrap: wrap;">黑線(xiàn)循跡中主要采用紅外探測(cè)法，依靠光電傳感器來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)道路的識(shí)別。由光電傳感器的發(fā)射管發(fā)射出一定波長(zhǎng)的紅外線(xiàn)，當(dāng)紅外線(xiàn)照射在不同的物體表面時(shí)具有不同的反射強(qiáng)度。利用黑色對(duì)可見(jiàn)光的強(qiáng)吸收率，當(dāng)智能車(chē)行駛到預(yù)定黑線(xiàn)軌道，低反射率的黑線(xiàn)與其他高反射率地帶形成強(qiáng)烈的對(duì)比。在對(duì)智能車(chē)巡線(xiàn)技術(shù)的內(nèi)部編碼中，就是利用這一特點(diǎn)進(jìn)行路徑識(shí)別。

seline; color: rgb(102, 102, 102); font-family: "Microsoft YaHei"; text-wrap: wrap;">智能車(chē)行駛過(guò)程中，想要從賽道中提取我們想要的黑線(xiàn)信息，首先需要做的是提取出完整的賽道輪廓。賽道不可避免的會(huì)有各種彎道，交叉等。在機(jī)器看來(lái)這些賽道信息就是一堆一堆的點(diǎn)。為了幫助智能車(chē)較好的運(yùn)行，需要有良好的路徑識(shí)別方法。路徑識(shí)別主要是對(duì)普通彎道、小S形彎道、大S行彎道、十字交叉道的識(shí)別。

seline; color: rgb(102, 102, 102); font-family: "Microsoft YaHei"; text-wrap: wrap;">普通彎道對(duì)于智能車(chē)來(lái)說(shuō)是最容易識(shí)別的，可以根據(jù)偏移量、曲率等來(lái)識(shí)別。根據(jù)曲率來(lái)識(shí)別是目前采用較多的一種方法。曲率最大的意義在于可以同時(shí)包含速度和轉(zhuǎn)向兩種信息。求取曲率在高等數(shù)學(xué)中有明確的方法，除此之外我們可以利用圓的特性來(lái)逼近曲率。

seline; color: rgb(102, 102, 102); font-family: "Microsoft YaHei"; text-wrap: wrap;">根據(jù)所求出來(lái)的曲率，就可以判斷出彎道情況。當(dāng)然，在判斷曲率之前，首先要為智能車(chē)的路徑識(shí)別程序設(shè)定一個(gè)閾值，當(dāng)所求出來(lái)的曲率大于設(shè)定的閾值時(shí)即可判斷為屬于彎道的情況。根據(jù)所需要的精確度，可以選取適當(dāng)?shù)拈撝?。智能?chē)會(huì)根據(jù)當(dāng)前的道路情況做加減速控制。

seline; color: rgb(102, 102, 102); font-family: "Microsoft YaHei"; text-wrap: wrap;">相對(duì)于智能車(chē)這類(lèi)微機(jī)系統(tǒng)電子設(shè)備，慣性在加減速過(guò)程中造成的影響并不是很大，但為了能夠使得智能車(chē)更加高效的到達(dá)既定目的地而不偏離原來(lái)的行駛軌道，有必要對(duì)智能車(chē)行駛過(guò)程中的速度進(jìn)行控制。

seline; color: rgb(102, 102, 102); font-family: "Microsoft YaHei"; text-wrap: wrap;">在直道行駛過(guò)程中，車(chē)身抖動(dòng)對(duì)光電傳感器造成的影響較小，因此在直道行駛時(shí)可以適當(dāng)采用較大的速度控制方案。在快要接近彎道的情況下提前將速度設(shè)定為可以控制的最大入彎速度，駛離彎道后必須進(jìn)行加速控制。

seline; color: rgb(102, 102, 102); font-family: "Microsoft YaHei"; text-wrap: wrap;">在彎道行駛過(guò)程中的速度控制是智能車(chē)行駛過(guò)程中的重點(diǎn)。在入彎的過(guò)程中，路況的急劇變化使得光電傳感器的識(shí)別壓力增大，出于穩(wěn)定性考慮，應(yīng)當(dāng)適當(dāng)做減速處理，避免偏離軌道。與此同時(shí)，應(yīng)將速度設(shè)置為彎道曲率的線(xiàn)性函數(shù)關(guān)系，在曲率急劇增大時(shí)，速度應(yīng)將減小到適當(dāng)?shù)呐R界值。若速度沒(méi)有降到入彎臨界值，除了在入彎的過(guò)程中可能導(dǎo)致偏離軌道的情況，在出彎進(jìn)入直道時(shí)車(chē)身也會(huì)因調(diào)控不及時(shí)而出現(xiàn)S形運(yùn)動(dòng)軌跡。

seline; color: rgb(102, 102, 102); font-family: "Microsoft YaHei"; text-wrap: wrap;">在實(shí)現(xiàn)智能車(chē)速度控制的過(guò)程中，除了通過(guò)軟件設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)上述速度控制流程外在硬件方面還要設(shè)計(jì)合理的電機(jī)電流采樣方案，包括使用常用的霍爾電流傳感器和采樣電阻等。

seline; color: rgb(102, 102, 102); font-family: "Microsoft YaHei"; text-wrap: wrap;">無(wú)人駕駛技術(shù)是汽車(chē)工業(yè)智能化發(fā)展的趨勢(shì)，它是集傳感檢測(cè)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、通信技術(shù)、智能導(dǎo)航及自動(dòng)控制等功能于一體的復(fù)雜綜合系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)在復(fù)雜的路況下，車(chē)輛根據(jù)預(yù)先設(shè)置的程序自動(dòng)駕駛，同時(shí)有效的避開(kāi)障礙物。本文通過(guò)研究紅外尋跡技術(shù)來(lái)了解智能小車(chē)在不同的路面情況做出的不同反應(yīng)，進(jìn)而將紅外尋跡技術(shù)推廣應(yīng)用，擬解決生產(chǎn)實(shí)踐中遇到的一些問(wèn)題。

seline; color: rgb(102, 102, 102); font-family: "Microsoft YaHei"; text-wrap: wrap;">系統(tǒng)由單片機(jī)模塊、尋跡檢測(cè)模塊、液晶顯示模塊、電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊等組成。其中尋跡檢測(cè)模塊使用紅外線(xiàn)發(fā)射管與光敏接收管TCRT5000；單片機(jī)選擇AT89S52芯片，通過(guò)單片機(jī)最終完成電機(jī)控制，實(shí)現(xiàn)紅外尋跡功能。

seline; color: rgb(102, 102, 102); font-family: "Microsoft YaHei"; text-wrap: wrap;">5.1紅外尋跡電路設(shè)計(jì)

seline; color: rgb(102, 102, 102); font-family: "Microsoft YaHei"; text-wrap: wrap;">（1）電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊方案設(shè)計(jì)：智能小車(chē)使用的是前輪驅(qū)動(dòng)，通過(guò)AT89S52控制兩個(gè)電機(jī)的轉(zhuǎn)向?qū)崿F(xiàn)控制小車(chē)運(yùn)動(dòng)的目的。四個(gè)紅外傳感器裝在車(chē)體的底盤(pán)前端，小車(chē)根據(jù)傳感器檢測(cè)到的情況來(lái)執(zhí)行相應(yīng)的動(dòng)作。由于單片機(jī)輸出的信號(hào)功率很弱，不能直接驅(qū)動(dòng)電機(jī)，因此需要電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片來(lái)提高功率。本系統(tǒng)采用了L298N驅(qū)動(dòng)芯片，最大輸出電壓可高達(dá)50V，同時(shí)該芯片集成了兩個(gè)完整的H橋電路，恰好能控制兩個(gè)電機(jī)。

seline; color: rgb(102, 102, 102); font-family: "Microsoft YaHei"; text-wrap: wrap;">（2）尋跡檢測(cè)電路設(shè)計(jì)：智能小車(chē)行駛的路面模擬為白色，按黑線(xiàn)進(jìn)行尋跡，根據(jù)黑、白兩種顏色對(duì)光照的反射系數(shù)不同的原理，利用紅外線(xiàn)發(fā)射管不斷的向地面發(fā)射紅外線(xiàn)，光敏接收管接收到的反射光的強(qiáng)弱就可以進(jìn)行尋跡判斷。當(dāng)接收管接收到弱信號(hào)或無(wú)信號(hào)，則可判斷遇到黑線(xiàn)。本設(shè)計(jì)選用了TCRT5000型的紅外傳感器，通過(guò)LM339作比較器來(lái)采集高低電平，從而實(shí)現(xiàn)信號(hào)的檢測(cè)。

seline; color: rgb(102, 102, 102); font-family: "Microsoft YaHei"; text-wrap: wrap;">5.2紅外檢測(cè)的技術(shù)實(shí)現(xiàn)

seline; color: rgb(102, 102, 102); font-family: "Microsoft YaHei"; text-wrap: wrap;">（1）路面檢測(cè)模塊的技術(shù)實(shí)現(xiàn)：紅外接收電路應(yīng)用紅外接收頭1838T，它將接收來(lái)的信號(hào)進(jìn)行處理后送到單片機(jī)中進(jìn)行解碼。紅外傳感器TCRT5000輸出端與電壓比較器LM339的輸人端相連，LM339的另一個(gè)輸入端接一個(gè)基準(zhǔn)電壓。當(dāng)紅外接收端檢測(cè)不到信號(hào)，或者信號(hào)很弱，光敏三極管就處于關(guān)閉狀態(tài)，檢測(cè)電路輸出高電平；當(dāng)紅外光被反射回來(lái)時(shí)，光敏三極管處于導(dǎo)通狀態(tài)，檢測(cè)電路輸出低電平。單片機(jī)根據(jù)接收回來(lái)高低電平的不同來(lái)控制電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)小車(chē)的尋跡功能。路面測(cè)試模塊一共用了四個(gè)紅外光電傳感器，實(shí)現(xiàn)組合式的方向控制檢測(cè)。

seline; color: rgb(102, 102, 102); font-family: "Microsoft YaHei"; text-wrap: wrap;">通過(guò)設(shè)置循環(huán)程序不斷檢測(cè)小車(chē)當(dāng)前尋線(xiàn)的位置，并根據(jù)狀態(tài)表反饋量由單片機(jī)控制電機(jī)，實(shí)現(xiàn)小車(chē)的左轉(zhuǎn)彎、右轉(zhuǎn)彎、直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)。

seline; color: rgb(102, 102, 102); font-family: "Microsoft YaHei"; text-wrap: wrap;">（2）PWM的電機(jī)控制實(shí)現(xiàn)：PWM(Pulse?Width?Modulation)是對(duì)電機(jī)調(diào)速的常用方式，脈沖周期不變，只改變晶閘管的導(dǎo)通時(shí)間，就可以改變脈沖寬度對(duì)電機(jī)進(jìn)行直流調(diào)速。即保持加在電機(jī)上的脈沖電壓頻率不變，調(diào)節(jié)其脈沖寬度，從而實(shí)現(xiàn)電機(jī)調(diào)速功能。本設(shè)計(jì)中使用軟件的方法利用單片機(jī)產(chǎn)生PWM信號(hào)，該信號(hào)分別接人電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片L298N的ENA、ENB兩個(gè)使能端，通過(guò)控制使能端的通斷時(shí)間來(lái)控制電機(jī)的行駛速度，從而實(shí)現(xiàn)控制小車(chē)運(yùn)動(dòng)。PWM信號(hào)軟件實(shí)現(xiàn)通過(guò)改變f0r語(yǔ)句中變量的值來(lái)控制高低電平持續(xù)的時(shí)間。

seline; color: rgb(102, 102, 102); font-family: "Microsoft YaHei"; text-wrap: wrap;">5.3智能巡線(xiàn)小車(chē)測(cè)試

seline; color: rgb(102, 102, 102); font-family: "Microsoft YaHei"; text-wrap: wrap;">系統(tǒng)測(cè)試可以根據(jù)模塊設(shè)計(jì)法，對(duì)電路各個(gè)模塊逐級(jí)進(jìn)行功能測(cè)試。使用Keil進(jìn)行程序編寫(xiě)并編譯，然后將程序?qū)说絇roteus進(jìn)行仿真，仿真通過(guò)后在實(shí)際電路中進(jìn)行調(diào)試。電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊調(diào)試可以通過(guò)程序產(chǎn)生的PWM信號(hào)調(diào)試電機(jī)轉(zhuǎn)速。路面檢測(cè)模塊調(diào)試4路有效信號(hào)，當(dāng)紅外傳感器都放置在白色路面時(shí)，單片機(jī)接收到的信號(hào)電平為0．27V左右，當(dāng)右邊的一個(gè)或者兩個(gè)紅外對(duì)管進(jìn)入黑線(xiàn)范圍時(shí)，對(duì)應(yīng)的I／0口電平變高，電壓為4．32V左右。

seline; color: rgb(102, 102, 102); font-family: "Microsoft YaHei"; text-wrap: wrap;">總結(jié)

seline; color: rgb(102, 102, 102); font-family: "Microsoft YaHei"; text-wrap: wrap;">在完整的智能車(chē)設(shè)計(jì)中，除了巡線(xiàn)控制外還應(yīng)有其他各種控制方法輔助智能車(chē)完成行駛目標(biāo)，完善的速度優(yōu)化算法以及精準(zhǔn)的傳感器設(shè)備可以幫助智能車(chē)更加平穩(wěn)高效的完成所需要的工作。智能車(chē)的研究是對(duì)不斷發(fā)展的電子技術(shù)在應(yīng)用與實(shí)踐上的檢驗(yàn)與延伸。智能車(chē)不再僅僅局限于使用藍(lán)牙、紅外線(xiàn)等短距離信息控制方式，也不再僅僅局限于少數(shù)的幾個(gè)單一功能。在IOT迅速發(fā)展的當(dāng)下，智能車(chē)的應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)展，未來(lái)可見(jiàn)的成果也會(huì)越來(lái)越多。

seline; color: rgb(102, 102, 102); font-family: "Microsoft YaHei"; text-wrap: wrap;">文章所研究的紅外尋跡技術(shù)應(yīng)用在小車(chē)模型上，能夠自動(dòng)沿設(shè)定的軌跡行駛；實(shí)現(xiàn)了尋跡功能、紅外遙控功能。研究過(guò)程中還存在以下問(wèn)題需要改進(jìn)和完善：小車(chē)靠前輪兩個(gè)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)向來(lái)實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)彎，轉(zhuǎn)彎時(shí)尋跡檢測(cè)信號(hào)控制著電動(dòng)機(jī)的具體轉(zhuǎn)向，由于在實(shí)際檢測(cè)中會(huì)存在很多不同的檢測(cè)信號(hào)，小車(chē)在轉(zhuǎn)彎處會(huì)出現(xiàn)要檢測(cè)較長(zhǎng)時(shí)間才能通過(guò)弧線(xiàn)的情況；針對(duì)這一問(wèn)題，可以通過(guò)改變程序的相應(yīng)參數(shù)來(lái)得以改善。

seline; color: rgb(102, 102, 102); font-family: "Microsoft YaHei"; text-wrap: wrap;">以上就是我們深圳市組創(chuàng)微電子有限公司為您介紹的物聯(lián)網(wǎng)方案詳情。如果您有物聯(lián)網(wǎng)的開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)需求，可以放心交給我們，我們有豐富的電子產(chǎn)品定制開(kāi)發(fā)經(jīng)驗(yàn)，可以盡快評(píng)估開(kāi)發(fā)周期與IC價(jià)格，也可以核算PCBA報(bào)價(jià)。我們是多家國(guó)內(nèi)外芯片代理商：松翰、應(yīng)廣、杰理、安凱、全志、realtek，有MCU、語(yǔ)音IC、藍(lán)牙IC與模塊、wifi模塊。我們的開(kāi)發(fā)能力涵蓋了PCB設(shè)計(jì)、單片機(jī)開(kāi)發(fā)、藍(lán)牙技術(shù)開(kāi)發(fā)、軟件定制開(kāi)發(fā)、APP定制開(kāi)發(fā)、微信公眾號(hào)開(kāi)發(fā)等軟硬件設(shè)計(jì)。還可以承接智能電子產(chǎn)品研發(fā)、家用電器方案設(shè)計(jì)、美容儀器開(kāi)發(fā)、物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用開(kāi)發(fā)、智能家居方案設(shè)計(jì)、TWS耳機(jī)開(kāi)發(fā)、藍(lán)牙耳機(jī)音箱開(kāi)發(fā)、兒童玩具方案開(kāi)發(fā)、電子教育產(chǎn)品研發(fā)。