AD红外超声避障小车答辩.pptx

走迷宫效果演示硬件系统设计contents模块设计避障系统设计回顾视频与总结已完成的任务参考资料一、已完成任务的具体情况一、已完成任务的具体情况直流电机的驱动与调速（100完成）超声测距 （测距效果不明显，还在优化中）红外探障 （能走简单迷宫）设计小车防撞避障系统(基本整合完传感器信息)工作时间表项目时间1）准备与资料收集10.08-10.152）学习软件与材料10.16-11.053）电路设计11.08-11.154）硬件制作与装配11.16-11.285）编程11.16-12.086）优化12.09二、现场走迷宫演示二、现场走迷宫演示三、硬件系统设计与制作三、硬件系统设计与制作实现应有功能结实可靠，经得起碰撞结构紧凑，重心在对称轴设计原则剖视图剖视图上视图上视图三、硬件系统设计三、硬件系统设计1 1、电路设计、电路设计主电路板电源供给（7805）电机驱动（L298N）红外对管信号处理（比较器）与超声传感和控制板的接口数码管显示*功能扩展三、硬件系统设计三、硬件系统设计2 2、主板制作、主板制作PCB板布线腐蚀制板焊板与测试热转印腐蚀PCB布线图主板三、硬件系统设计三、硬件系统设计3 3、小器件制作与安装、小器件制作与安装红外传感单元 简单实用车盖内部走线与传感安装 充分利用空间传感末端单元车盖内部线路布局三、硬件系统设计三、硬件系统设计硬件装配动画硬件系统全套部件一览：硬件系统全套部件一览：主板超声传感9V电池红外传感小车基体控制板1.2V充电电池小车车盖电机接口引线三、硬件系统设计三、硬件系统设计硬件系统资源总概：硬件系统资源总概：项目明细供电端1 供电给控制板与主板输入工作电压512V稳压输出电压5V供电端2 仅供电给电机输入工作电压39V其他端口直流电机驱动2路红外传感接口6路超声传感接口2路光藕/继电器2路可扩展MCUAVR、51四、模块设计四、模块设计4.1 4.1 4.1 4.1 电机驱动模块电机驱动模块电机驱动模块电机驱动模块电机驱动设计创新点：电机驱动设计创新点：1）PWM波频率为100Khz，使用高频可以提高电机反应灵敏度，也利于编程实现；2）动态电压补偿：对电源电压进行采样，当电源使用时间久，电压不足时，通过提高PWM波的占空比来动态补偿，避免电源电压变化对小车调速性能的影响。四、模块设计四、模块设计动态电压补偿动态电压补偿动态电压补偿动态电压补偿 占空比占空比 D-16*U+148四、模块设计四、模块设计4.2 红外探障模块红外探障模块四、模块设计四、模块设计5V红外对管的红外对管的“初始化初始化”。红外测矩长度：15cm前后对管与前向夹角：30度这样的初始化可以最大限度的保证小车在硬件上实现避障。30度四、模块设计四、模块设计4.3 超声传感测距超声传感测距 超声波传感器使用20Khz以上的方波输入信号，加电压后测其回波的时间来计算前方物体的远近，可用于测量距离在5米左右的前方障碍物。首先测出超声波从发射到遇到障碍物返回经历的时间，再乘以超声速度就得到二倍的距离。即 D(C*T)/2定时中断子程序定时器初始化发射超声波收到回波停止发射计算时间返回时间是否四、模块设计四、模块设计五、避障系统设计五、避障系统设计 在前面各个模块已经调试完成的基础上，需要对系统进行整体的测试和完善。在实际的行驶过程中，小车遇到的路况可能千差万别，要保证小车的正确行驶，必须在算法上能够处理各种可能的情况。避障系统基本框架地形与障碍红外传感预设参数ARM控制器转 弯调 速超声传感各种干扰PWM波五、避障系统设计五、避障系统设计五、避障系统设计五、避障系统设计5.1 5.1 躲避远处障碍躲避远处障碍由于红外可测距离较短，在躲避远处障碍物时需要切换到超声探障测距模式红外避障模式的局限性超声避障模式可达到满意效果五、避障系统设计五、避障系统设计5.2 5.2 近距离避障法近距离避障法 用6个对称遍布小车车身的红外传感器。实时探测小车周边环境及障碍。通过以下算法，可让小车走出所期望的避障路径。5.2.15.2.1 前直夹角走法前直夹角走法 （核心算法）（核心算法）（2）（1）12（1）（2）3（1）（2）五、避障系统设计五、避障系统设计5.2 5.2 近距离避障法近距离避障法视频链接视频链接前直夹角走法流程图前直夹角走法流程图五、避障系统设计五、避障系统设计5.2.25.2.2死胡同走法死胡同走法五、避障系统设计五、避障系统设计5.2.35.2.3静态避障走法静态避障走法五、避障系统设计五、避障系统设计5.2.45.2.4考虑到的其他遇障情况考虑到的其他遇障情况五、避障系统设计五、避障系统设计6.3 6.3 总结：总结：1.在制作过程中，得到了李老师，黄老师的帮助和教导，让我们的进度加快不少。在这里对两位老师表示感谢！2.在整个过程中，有很多师兄（如 邹广华师兄及Die Bond 组的各位成员）给我们提了不少建议，提供了各种帮助。在此对他们一并表示感谢！六、总结六、总结 我们在本课程设计中完成了预期的任务，成功设计出小车防撞避障软硬件系统，并能通过实物调试。鸣谢：鸣谢：Thank You Thank You