随着科技的进步和经济的飞速发展，智能化扮演着越来越重要的角色。智能化是现代文明不断进步的结果，自1959年恩格尔伯格研制出世界上第一台工业机器人以来，机器的运用已经遍及交通、机械、煤矿、电子、国防等各个领域。机器的运用使得工厂的自动化程度不断提高，生产效率也随之不断增加。比如快递行业，随着电商的迅速发展，快递行业的整体规模也迅速壮大，这就要求快递邮件的分拣效率也要不断提高，而循迹和避障，是分拣小车必须克服的问题之一。

现在，人们希望创造一种能够代替人类来完成部分的危险或者其他的要求且拥有高等精度的工具，于是便诞生出了智能化学科。现在所涌现出来的智能小车的发展非常迅速，从智能化玩具到其他的各行各业都有了很大且实质性的效果。可以实现基本的跟踪循迹、避障、寻光进库、规避悬崖等功能。

轨迹跟踪系统的特殊设计在机器人领域有着重要的地位，可以说是机器人实现智能化的一个重要指标。无论什么机器人，要想实现智能化就必须能够感知外部环境，并且能够随着外部环境的变化而做出相对的反应，最终根据人们设计的功能完成相应的任务。寻迹避障小车可以根据预订的轨道行驶并且能够躲避障碍物，在工厂中取代人力运输，节省人力以及成本。机器人要实现自动导引功能和避障功能就必须要感知导引线和障碍物，感知导引线相当给机器人一个视觉功能。避障控制系统是基于自动导引小车系统，基于它的智能小车实现自动识别路线，判断并自动避开障碍，选择正确的行进路线。使用传感器感知路线和障碍并作出判断和相应的执行动作。

本次设计的智能小车可以作为机器人的典型代表。它可以分为三大组成部分：传感器检测部分、执行部分、处理器。机器人要实现自动避障功能、循迹等功能，感知导引线和障碍物，实现小车自动识别路线，选择正确的行进路线，并检测到障碍物自动躲避。基于上述要求，传感检测部分考虑到小车一般不需要感知清晰的图像，只要求粗略感知即可，所以可以考虑使用价廉物美的红外反射式传感器来充当。智能小车的执行部分，是由直流电机来充当的，主要控制小车的行进方向和速度。单片机驱动直流电机一般有两种方案：第一，不需占用单片机资源，直接选择有PWM功能的单片机，这样可以实现精确调速；第二，可以由软件模拟PWM输出调制，需要占用单片机资源，难以精确调速，但单片机型号的选择余地较大。考虑到实际情况，本文选择第二种方案。处理器使用STC89C52单片机，配合软件编程实现。

国内外发展情况：十九世纪末，随着内燃机的诞生，人们发明了最现代化的交通工具——汽车。经过一个多世纪的发展，汽车技术、性能有了很大的提高，人们充分享受到了汽车带来的巨大便利。但是，在享受汽车带来便利的同时，人们也发现汽车也给社会的发展带来了不少的损失，甚至危害到了人们的人身安全。由于公路客运、货运输量的迅速增长，人们深受交通拥挤、堵塞严重事故频繁和环境污染等公害的困挠。尤其是随着高速公路发展，汽车速度的提高，各类恶性交通事故的发生呈不断上升趋势，给人们的生命财产造成了巨大的损失。同时，经常性的交通拥挤和环境污染等也给现代城市的可持续发展带来了严重的影响。这迫使人们采用高、新技术以提高车辆的安全性、可靠性，以解决道路交通的公害问题。#8194; 我国开展智能车辆技术方面的研究起步较晚，开始于20世纪80年代，而且大多数研究尚处于针对某个单项技术研究的阶段。虽然我国在智能车辆技术方面的研究总体落后于发达国家，并且存在一定的技术差距，但是我国也取得了一系列的成功。中国第一汽车集团公司和国防科技大学机电工程与自动化学院于2003年研制成功了我国第一辆自主驾驶轿车。该自主驾驶轿车在高速公路上最高峰值速度可达170km/h，并且具有超车功能，其总体技术性能和指标已经达到世界先进水平。

在国外，从80年代开始美国国防高级研究计划局专门立项，制定了地面无人作战平台的战略计划，目标是研制出满足战场需要的智能车辆，可以在崎岖的地形上沿规划的路线自主导航及躲避障碍，必要时重新规划其路线。在民用方面，如日本的VERTIS智能汽车系统，该智能汽车主要有23个ITSZ子系统，主要用于实现车载通讯、信息加工处理、环境探测、自动驾驶等四项功能。

2. 研究的基本内容与方案

本设计采用ATMEL公司的AT89C52单片机作为主控制器，AT89C52是一个低功耗、高性能的51内核的CMOS#8194;8位单片机，该单片机结果简单、功耗低、接口丰富，完全能满足此次智能小车设计的要求。对于路面探测黑线轨迹模块，在该设计中智能小车从起跑线到终点是对路面轨迹进行探测，探测路面黑线轨迹模块的大致原理是：光线照射到路面并反射，由于黑线和白线的反射系数不同，可根据接收到的反射光的强弱判断是否小车沿黑线行驶。采用反射式红外发射-接收器。

对于探测路面障碍模块，采用红外线光电开关。由于红外线指向性强，在介质中传播远，因而红外线经常应用于距离的测量、障碍物的探测等。红外线探测障碍物并绕过障碍物模块是利用红外线发射器向某一方向红外线，红外线在空气中传播，途中碰到障碍物就立即返回来，红外线接收器收到反射光经相应的电路进行处理，以测定障碍物的方位及距离，并向小车发送控制信号以使小车绕过障碍物。

电机模块采用直流电机。直流电动机具有优良的调速特性，调速平滑、方便，调整范围广；过载能力强，能承受频繁的冲击负载，可实现频繁的无级快速启动、制动和反转；能满足各种不同的特殊运行要求。且普通直流电机更易于购买，并且电路相对简单

电机驱动模块采用由集成了双极性管组成的H桥电路芯片L298N。