论文的研究内容按章节安排如下:
第一章:绪论阐述了本课题的研究目的意义以及国内外的研究现状,并描述了本文即将开展的研究内容。
第二章:智能小车的概述介绍了智能小车的历史背景,重要的硬件组成部分。也详细地介绍了智能小车的循迹模块、避障模块和电机驱动模块的重要元器件和三个模块的原理图。第三章:智能小车的循迹避障的算法设计首先介绍智能小车的循迹原理并研究小车在固定轨道上循迹的算法设计,其次介绍智能小车的避障原理并研究智能小车的避障算法设计,最后介绍智能小车的循迹避障原理并研究智能小车的循迹避障的算法设计,并且绘制出三个研究部分所需要的智能小车的流程图。
第四章:智能小车的系统测试与分析主要介绍了智能小车在各个场景中的循迹、避障以及循迹避障的系统测试结果,并且对各个场景下智能小车的测试结果的分析。结论:对论文的成果进行概括总结,提出智能小车的研究与发展方向。
1.4本章小结
本章主要阐述了智能小车的研究的目的意义以及智能小车的国内外研究现状。通过国内外研究现状的比较,红外线探测法智能小车的循迹方法中最最常用的,成本又低,而且效果又比较好;避障方法有超声波探测和红外线探测。超声波有超声的优势,比如可以检测透明玻璃,但是一旦碰到松软的界面就不好检测。红外对反射面的松软关系不大,但是对透明的东西检测有困难,各有各的优缺点。
第二章智能小车硬件分析
智能循迹小车又被称为AutomatedGuidedVehicle,即AGV。它是二十世纪五十年代研究出来的新型搬运智能机器人。智能循迹小车是指安装有如电磁、光学、视觉或者其他自动导引装置,可以沿着预定的路线行驶的安全运输车。工业应用中采用充电蓄电池作为智能循迹小车动力的主要来源,可通过计算机来控制小车的运动轨迹以及其它动作,也可把电磁轨道贴在地板上来确定其行进路线,无人搬运车通过电磁轨道所带来的信息进行下一步,无需驾驶员操作,真正实现无人驾驶,将货物从起始点自动运送到目的地。
高度的自动化和智能化是AGV的另一个特点,还可以根据仓储货位的实际要求等灵活改变小车的行驶路径,而且改变运行路径的费用与传统的输送和传送线相比非常低廉。AGV小车一般都安装有装卸机构,可与其他物流设备自动接口,能够自动搬运与装卸货物。另外,AGV小车靠蓄电池提供动力,当小车的电量耗尽,就会向系统发送“请求充电”的指令,然后自动去充电的地方有序的充电。还有清洁生产、运行过程中无噪音、无污染等特点,可在工作环境比较清洁的场所使用。
按AGV小车的引导方式可以分三种:1、电磁感应引导:在地面预先埋下行驶路径,高频电流经过导线产生电磁场,与AGV上安装的地磁感应器相呼应,牵引AGV向前运动。
2、激光引导:AGV上安装有旋转式的激光扫描器,在预定路径上安装激光定位标志,当AGV接受到反射回来的将光束,计算当前的位置和方向,在比对自身内置的数字地图校正方位,实现搬运。
3、视觉引导:AGV上安装有摄像机和传感器,先在计算机中安装AGV要经路经的周围环境图像的数据库,在AGV行驶中,摄像机将拍摄并比较数据库当中的图像,从而确定当前所在的位置然后在确定下一步的动作。
而本设计的智能小车采用红外线探测方法实现循迹。
2.1车体概述
设计采用现有的3轮结构小车,如图2-1所示。智能小车分为智能控制部分(核心板)和执行部分(扩展板),其中智能控制部分以51单片机作为核心,扩展板则安装有电机及其控制电路、车头前端红外采集电路、车头下端红外采集电路等主要部件组成。两个大车轮分别由两个电机控制,在信号的控制下摆动,调整小车的运动方向并提供动力。车尾的小车轮有个轴承,可改变小车的前进方向,称之为方向轮,两个大轮子称为驱动轮。该车体能适应设计中小车前进、转弯的要求,而且价格适中。如果自己制作智能小车体,设计的成本相对比较高,而且还粗糙,小车的车身重量和平衡性能都需要精确测量,路线和转弯的角度也都需要良好的设计,比较难实现。