1. 研究目的与意义（文献综述）

随着科学技术的发展，各式各样的智能设备进入到了我们的生活中，方便了我们生活中的方方面面。智能小车，作为轮式机器人的一种，具有着体积小，操控方便，重心低等优势，被广泛地运用在了各式各样的场景中。而智能小车的避障功能一直是研究的重点，是小车的核心技术。避障功能使得小车能够自动地识别障碍物，即时计算行进的路线，对障碍物进行躲避，防止碰撞损害设备或阻碍行进。

就拿现在比较流行的扫地机器人来说，扫地机器人之所以能够实现对家居的智能清扫，很大程度上依靠的是智能避障的功能，用红外传感器、光电传感器、距离传感器完成自动避障。使用光电编码器检测电机的转速, 用pwm技术来动态控制电动机的转动方向以及转速。利用单片机编程技术实现清扫机行进、执行清扫任务、绕障、精确的停止控制。而本次毕业设计的智能小车的系统，可以作为扫地机器人的基础进行研发，其多传感器的融合和行动的控制系统，能够很好地运用到扫地机器人的研发当中。

除开在扫地机器人的运用中，小车智能避障的功能还能运用到更多更重要的地方去。随着工业的发展，随着现代社会的不断进步，汽车的使用出现在日常生活的各个方面。随着汽车技术水平的不断提升，自动驾驶、通信控制等功能也在成为汽车研发的重要课题。但是在汽车的应用越来越广泛的同时，交通事故的发生率也在相应的提高，不仅造成大量的经济损失，也对生命财产安全产生严重威胁。各统计数据表明，全球每年有约 120万人在交通事故中失去生命，受伤的人数也则高达5000万人。因交通事故带来的损失在低收入国家中能够达到国民生产总值的 1%，中等收入国家则达到1.5%，而高收入国家则高达2%。在世界范围内，因交通事故所带来的经济损失能够达到5180亿美元/年。[1]而小车的智能避障功能，若是能够运用到实际的汽车运行中去，就能很好地避免很多交通事故，保障交通的安全。

2. 研究的基本内容与方案

本次毕业设计，拟定选用arduino uno r3单片机进行开发。arduino平台是一款基于avr单片机的开源硬件平台，开发语言和开发环境简单易学、易用。由于arduino平台的开源特性，互联网上有许多资源可以进行下载。因此，arduino具有很强的开源特点，使用者可以自己动手组装适于自己使用的arduino电路板。除此之外，arduino开发环境对avr的编程库进行了再次的编译封装，使用者也可以轻松地实现对 arduino的二次开发，也能够在较短时间内做出各种面向市场的作品，非常方便实用[2]。

结合设计需要，拟定选用超声波测距传感器和红外线测距传感器。超声波测距传感器测量距离的手段主要有三种：相位法、渡越时间法、声波幅值法。相位法是通过比较发射和接收到的超声波的相位来进行距离的计算；声波幅值法是比较发射的超声波以及接收到的超声波的幅度值来计算距离；渡越时间法则是通过比较发射的超声波以及接收到的超声波的时间来计算距离。三种方法中渡越时间探测法的实行难度最小，技术要求最低，且具有一定的准确度。[3]因此本次毕业设计采用的是渡越时间探测法的测距传感器。

红外测距传感器的原理主要是利用光波能够被反射的特性[4]红外线也属于光波的一种，必然具有光波所有的各种特点：反射、衍射、折射。红外测距的原理主要是根据发出光波时间和反射光波到达时间来计算所测距离。红外线测距传感器测量距离具有速度快、精度高等许多优点，因此被广泛使用在智能小车的自动避障功能、地形地貌勘探、军事打击的测量等领域。

3. 研究计划与安排

第1-4周：熟悉arduino的使用方法。
第5-8周：完成测距部分的设计。
第9-13周：完成硬件模块的组建，完成行进部分的设计。
第14-15周：完成软件的设计及调试，最后完成整个系统的调试，实验验证软硬件系统。撰写毕业论文。

4. 参考文献（12篇以上）

[1]王笑京. 智能交通与道路交通安全-发展动态及建议[a]. 全国智能运输系统协调指导小组、山东省人民政府.2008第四届中国智能交通年会论文集[c].全国智能运输系统协调指导小组、山东省人民政府:,2008:12.

[2] 程晨. arduino开发实战指南：avr篇[m].机械工业出版社，2012

[3]岑陈,牛德号. 基于超声波测距的导盲系统设计 [j].电子技术, 2014, (5)