论文总字数：33227字

摘 要

随着科技进步和人工智能关键技术的发展，智能汽车领域被推上了风口浪尖，成为了大批科技工作者争先科研的方向。从最初的雷达倒车影像设计到现在的自动泊车再到科技含量更高的无人驾驶，智能汽车逐渐被社会所接受。智能是现代社会发展的潮流，是解放生产力推动社会进步的黄金钥匙。自动化和智能化的发展促进了智能汽车的发展，使智能汽车更加的多样化和集成化。它涉及机械领域、软件领域、传感器领域、电子领域等学科。而避障小车就是智能汽车里重要的一个分支，具有不可估量的价值。避障小车是一个运用传感器来实现环境感知，收集信号传输信号然后处理信号从而实现对障碍物进行判断，然后最终选择合适路线的一款智能小车[1]。智能避障小车可以在复杂气候、灯光、毒气等不适合人类进行工作的场所进行单独工作，很有实用价值。

本设计采用的是超声波与红外线传感器混合避障模式，以STC12C5A60S2单片机作为主控芯片，接收信号信息，运用单片机内部复杂算法对信息进行处理，控制小车的各种动作，达到避障目标。小车分为自动模式和手动模式两种，自动模式下小车利用传感器感测信号，采用单片机控制避障小车避障前行。手动模式是防止避障小车在自动模式下受到超强干扰传感器失灵情况下，可使用手动模式对避障小车控制。利用超声波测距技术、红外线传感技术、直流电机控制技术，采用模块化的设计方案，编写程序，设计了红外线与超声波混合避障小车[2]。具有很强的实用性，有利于我们对智能小车的研究与深入学习。

关键词: 避障小车；STC12C5A60S2单片机；红外线避障技术；超声波避障技术

Design of Intelligent Car Obstacle Avoidance System Based on Single Chip Microcomputer

Abstract

With the progress of science and technology and the development of key technologies of artificial intelligence, the field of intelligent automobile has been pushed to the forefront of the wind, and has become the direction of scientific research for a large number of scientists and technicians. From the original radar backing image design to the automatic parking and then to the more scientific and technological driverless, intelligent cars are gradually accepted by the society. The development of automation and intellectualization promotes the development of intelligent vehicles and makes them more diversified and integrated. It involves mechanical field, software field, sensor field, electronic field and other disciplines. Obstacle avoidance car is an important branch of intelligent vehicle, which has immeasurable value. Obstacle avoidance car is an intelligent car that uses sensors to realize environmental perception, collects signals to transmit signals and then processes them to judge obstacles, and finally chooses the right route[1]. Intelligent obstacle avoidance car can work independently in complex climate, lighting, poison gas and other places that are not suitable for human work, and it has practical value.

This design adopts the mixed obstacle avoidance mode of ultrasonic and infrared sensors. STC12C5A60S2 MCU is used as the main control chip to receive signal information. The complex algorithm inside the MCU is used to process the information and control the various actions of the car to achieve the goal of obstacle avoidance. The car is divided into two modes: automatic mode and manual mode. In automatic mode, the car senses signals through sensors, and uses single chip computer to control the obstacle avoidance car to move forward. Manual mode is to prevent obstacle avoidance car from being disturbed by super strong sensor failure in automatic mode. Manual mode can be used to control obstacle avoidance car. Using infrared sensing technology, ultrasonic ranging technology, DC motor control technology, modular design scheme, programming, design infrared and ultrasonic hybrid obstacle avoidance car[2]. It has strong practicability and is conducive to our research and in-depth study of intelligent cars.

Key words：Obstacle Avoidance Car，STC12C5A60S2 Single Chip Computer，Infrared Obstacle Avoidance Technology，Ultrasonic Obstacle Avoidance Technology

目 录

摘 要 I

Abstract II

第一章 绪 论 1

1.1国内外研究现状概述 1

1.1.1 国内研究现状 1

1.1.2国外研究现状 1

1.2 论文设计目标 2

1.3 论文研究内容 2

1.4论文章节安排 3

第二章 智能小车避障系统设计与论证 4

2.1 避障小车单片机主控系统选型 4

2.2 避障小车应用系统设计 4

2.2.1系统运行方案设计 4

2.2.2系统避障方案设计 4

2.3 避障小车电机系统设计 5

2.4避障小车检测系统设计 5

2.5 本章小结 6

第三章 智能避障小车硬件设计 7

3.1 避障小车主控单元设计 7

3.1.1系统总框图设计 7

3.1.2控制单元单片机选型与介绍 7

3.2避障小车驱动单元设计 9

3.2.1避障小车电机驱动模块 9

3.2.2 L298N电机驱动原理 9

3.3避障小车避障单元设计 10

3.3.1 超声波避障模块 10

3.3.2 红外避障模块 11

3.3.3 超声波与红外线传感器混合避障模块 11

第四章 智能避障小车软件设计 13

4.1软件设计概述 13

4.1.1 应用软件设计过程 13

4.1.2 编写软件注意事项 13

4.2避障小车躲避障碍物流程设计 13

4.2.1 超声波避障模块设计 14

4.2.2避障小车手动模式设计 15

4.3本章小结 16

第五章 系统调试与测试 17

5.1系统调试 17

5.2检测方案设计 17

5.3避障小车系统检测 17

5.3.1避障小车电源检测设计 17

5.3.2避障小车手动模式检测设计 18

5.3.3 超声波与红外线混合避障模块检测设计 18

5.4 系统检测结果及分析 18

第六章 结论和展望 20

6.1 结论 20

6.2 展望 20

致 谢 21

参考文献 22

附 录 23

第一章 绪 论

人工智能作为人类新时期新型生产工具，是近代社会一颗最为耀眼明星。人工智能可以把重复性强的体力劳动用机器代替，并且通过复杂算法更加精确的控制产品的合格率[3]。人工智能的应用被快速推广，慢慢成为生产的主力。

人工智能的一个重要的分支就是无人驾驶课题的研究，而无人驾驶的一个迫切需要解决的问题就是智能避障。随着传感器件和电子器件的不断的发展与进步，智能避障的研究越来越向多方面发展。它能适应各种复杂的并且人类不适宜工作的环境，代替人类去危险的环境中工作，减少人员的事故率。它可以完全不在人类的主动控制下自己去感知环境中的障碍物主动避开它们完成勘测等等的任务，也可以在无人驾驶方向的研究中添砖加瓦。现代各国之间的竞争，就是生产力的效率和质量的比拼，归根结底就是科学技术的比拼。国家掌握了科技的制高点，随之而来在经济军事各个方面都会迎来一个突飞猛进的进步。例如，在现代军事中，各种新型武器层出不穷，会在战场上出现各种危险的情况，雷区、化学毒气危险区等等恶劣环境。这种环境会直接威胁到战士的生命，带来不可估量的损失。一种能够适应危险环境的智能避障小车的研发就非常重要，它能在危险的环境中快速的搜集有价值的信息并且穿越危险地带，是取得胜利的关键一步。

1.1国内外研究现状概述

1.1.1 国内研究现状

智能避障小车是对外部环境的感测、小车智能规划、单片机控制于一身的智能系统，智能交通系统大量运用了避障技术。本设计对智能避障小车的传感器感知系统与控制处理系统进行了优化。

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