1。2 移动机器人发展现状

1。3 避障算法发展现状

1。4 课题研究的主要内容

本课题主要开发一个能自动避障的三轮小车控制系统，包括系统硬件设计、避障 控制策略设计、系统软件设计等方面。系统硬件方面主要有单片机主控模块，红外感 测模块，电源模块，电机驱动模块和显示模块等组成。系统软件方面就是各个模块程 序的编写，然后通过主程序调用实现功能。本系统的主要工作原理是单片机根据红外 光电传感器的输出值分析障碍物的情况，然后控制电机驱动模块控制电机，实现小车 的自动避障功能，并且通过 LED 灯显示规避动作。本课题研究重中之重是先对不同 障碍物情况下规避策略的研究与设计，根据设计要求我们想出了两种避障控制策略， 研究时着重研究其中一种，要完成系统设计，就得先认识并且掌握系统硬件的各个模 块，然后完成控制程序的编写，最后下载到单片机中，用 Proteus 软件进行仿真测试 结果。

1。5 本文主要内容

第一章 绪论。主要介绍了本课题的研究背景和选择此课题的目的，以及本课题 的研究现状和本课题研究的主要内容。

第二章 系统总体方案设计。主要介绍对本课题研究的总体方案选择（包括系统 硬件方案设计和软件设计方案设计），从而对本课题研究有一个大体的方向。

第三章 系统硬件设计。主要介绍硬件部分所涉及的各个模块，包括主控模块、 电源模块、红外感测模块、电机驱动模块和显示模块。

第四章 小车自动避障控制系统设计。主要介绍小车面对不同障碍物情况下的规 避行为，即避障策略的研究。

第五章 软件设计。主要介绍整个系统设计的流程图以及系统各个模块的程序编 程。

第六章 仿真调试。主要介绍通过 Proteus 软件画出电路图，然后将程序下载到单 片机中来验证控制策略设计的准确性。

最后对本课题的主要研究工作做了总结，并且指出了本文研究的一些不足，还对 所设计的避障控制策略的实用性和前景做了一些说明。

1。6 本章小结

本章主要介绍了课题研究的背景和课题的研究现状，并且对本论文结构做了一个 简介。

第二章 系统总体方案设计

2。1 系统设计的目标

本文最终的目标是设计一个能实时检测障碍物信息并且能够自主避障的控制系 统，而控制系统设计的核心就是避障控制策略的设计。最后在 Proteus 画出电路图并 将程序下载到其中能够仿真出来。

2。2 系统硬件设计方案

2。2。1 小车结构与硬件选择

图 2-1：小车结构

小车结构图如上图 2-1 所示【3】：

(1)小车底盘主要有底盘本体、电池、左轮、右轮和尾轮等部件构成。本课题研 究主要选用的结构车体是三轮的小车，前方左轮和右轮作为小车的驱动轮，尾轮作为 从动轮，起支撑作用，这样可以使小车平稳灵活的运动（假设车体结构大小小于障碍 物大小）。

(2)小车上面放置控制电路板，控制电路板以 STC89C51RC 单片机为控制核心， 外接 3 个红外光电传感器和 L298N 电机驱动电路以及 LED 显示灯。

(3)本文研究所用的电机是直流电机，通过驱动电路实现左右电机顺时针、逆时针旋转以及电机的加速、减速，从而实现小车行进的一些基本动作（左转，右转，前 进，后退，停止，加速，减速）。

(4)传感器方面我们选择三只 E18-D80NK 红外光电传感器检测前方障碍物（左右 红外光电传感器与中间传感器互成一定小角度），单片机根据三个传感器接收信号的 情况判断前方障碍物的信息，然后通过驱动电路控制电机实现自动避障。文献综述