基本信息
- 項目名稱：
- 智能循跡語音小車
- 小類：
- 信息技術
- 大類：
- 科技發(fā)明制作B類
- 簡介：
- 視覺的典型應用領域為自主式智能導航系統(tǒng)，對于視覺的各種技術而言圖像處理技術已相當發(fā)達，而基于圖像的理解技術還很落后，機器視覺需要通過大量的運算也只能識別一些結構化環(huán)境簡單的目標。視覺傳感器的核心器件是攝像管或CCD，目前的CCD已能做到自動聚焦。但CCD傳感器的價格、體積和使用方式上并不占優(yōu)勢，因此在不要求清晰圖像只需要粗略感覺的系統(tǒng)中考慮使用接近覺傳感器是一種實用有效的方法。
- 詳細介紹：
- 當今世界，傳感器技術和自動化控制技術正在飛速發(fā)展，機械、電器和電子信息已經不在明顯分家，自動控制在工業(yè)領域中的地位已經越來越重要，“智能”這個詞也已經成為了熱門詞匯。現(xiàn)在國外的自動控制和傳感器技術已經達到了很高的水平，特別是日本，比如日本本田制作的機器人，其仿人雙足行走已經做得十分逼真，而且具有一定的學習能力，還據說其水平智商已達到6歲兒童。 作為機械行業(yè)的代表產品——汽車，其與電子信息產業(yè)的融合速度也顯著提高，呈現(xiàn)出兩個明顯的特點：一是電子裝置已占汽車整車（特別是轎車）的80%左右，然而汽車的主導方向已走向機電一體化，汽車電子產業(yè)也很有可能成為依托整車制造業(yè)和用車提升配置而快速成為新的增長點;二是汽車開始向電子化、多媒體化和智能化方向發(fā)展，使其不僅作為一種代步工具、同時能具有交通、娛樂、辦公和通訊等多種功能。 無容置疑，機電一體化人才的培養(yǎng)不論是在國外還是國內，都開始重視起來，主要表現(xiàn)在大學生的各種大型的創(chuàng)新比賽，比如：亞洲廣播電視聯(lián)盟亞太地區(qū)機器人大賽（ABU ROBCON）、全國大學生“飛思卡爾”杯智能汽車競賽等眾多重要競賽都能很好的培養(yǎng)大學生對于機電一體化的興趣與強化機電一體化的相關知識。但很現(xiàn)實的狀況是，國內不論是在機械還是電氣領域，與國外的差距還是很明顯的，所以作為機電一體化學生，必須加倍努力，為逐步趕上國外先進水平并超過之而努力。 為了適應機電一體化的發(fā)展在汽車智能化方向的發(fā)展要求，提出簡易智能小車的構想，目的在于：通過獨立設計并制作一輛具有簡單智能化的簡易小車，獲得項目整體設計的能力，并掌握多通道多樣化傳感器綜合控制的方法。所以立“智能循跡小車”一題作為嘗試。 采用XT89S52單片機作為控制核心，實現(xiàn)能夠自主識別黑色引導線并根據黑線走向實現(xiàn)快速穩(wěn)定的線行駛。
作品圖片
作品專業(yè)信息
設計、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點、技術關鍵和主要技術指標
- 該智能小車可以作為機器人的典型代表。它可以分為三大組成部分：傳感器檢測部分、執(zhí)行部分、CPU。機器人要實現(xiàn)自動避障功能，還可以擴展循跡等功能，感知導引線和障礙物?？梢詫崿F(xiàn)小車自動識別路線，選擇正確的行進路線，并檢測到障礙物自動躲避。基于上述要求，傳感檢測部分考慮到小車一般不需要感知清晰的圖像，只要求粗略感知即可，所以可以舍棄昂貴的CCD傳感器而考慮使用價廉物美的紅外反射式傳感器來充當。智能小車的執(zhí)行部分，是由直流電機來充當?shù)?，主要控制小車的行進方向和速度。單片機驅動直流電機一般有兩種方案：第一，勿需占用單片機資源，直接選擇有PWM功能的單片機，這樣可以實現(xiàn)精確調速；第二，可以由軟件模擬PWM輸出調制，需要占用單片機資源，難以精確調速，但單片機型號的選擇余地較大?？紤]到實際情況，本文選擇第二種方案。CPU使用STC89C52單片機，配合軟件編程實現(xiàn)。
科學性、先進性
- 方案一： 采用簡易光電傳感器結合外圍電路探測，但實際效果并不理想，對行駛過程中的穩(wěn)定性要求很高，且誤測幾率較大、易受光線環(huán)境和路面介質影響。在使用過程極易出現(xiàn)問題，而且容易因為 該部件造成整個系統(tǒng)的不穩(wěn)定。故最終未采用該方案。 方案二： 采用兩只紅外對管，分別置于小車車身前軌道的兩側，根據兩只光電開關接受到白線與黑線的情況來控制小車轉向來調整車向，測試表明，只要合理安裝好兩只光電開關的位置就可以很好的實現(xiàn)循跡的功能。 方案三： 采用三只紅外對管，一只置于軌道中間，兩只置于軌道外側，當小車脫離軌道時，即當置于中間的一只光電開關脫離軌道時，等待外面任一只檢測到黑線后，做出相應的轉向調整，直到中間的光電開關重新檢測到黑線（即回到軌道）再恢復正向行駛。現(xiàn)場實測表明，小車在尋跡過程中有一定的左右搖擺不定，雖然可以正確的循跡但其成本與穩(wěn)定性都次與第二種方案。 通過比較，因此選取第二種方案來實現(xiàn)循跡。
獲獎情況及鑒定結果
- 2011-06-02在鄭州大學經過共青團河南省委、河南省教育廳、河南省科學技術協(xié)會、河南省學生聯(lián)合會經過了現(xiàn)場展示鑒定結果暫無
作品所處階段
- 初試成功階段
技術轉讓方式
- 暫無裝讓
作品可展示的形式
- 現(xiàn)場展示
使用說明,技術特點和優(yōu)勢,適應范圍,推廣前景的技術性說明,市場分析,經濟效益預測
- 方案一： 采用一只紅外對管置于小車中央。其安裝簡易，也可以檢測到障礙物的存在，但難以確定小車在水平方向上是否會與障礙物相撞，也不易讓小車做出精確的轉向反應。 方案二： 采用二只紅外對管分別置于小車的前端兩側，方向與小車前進方向平行，對小車與障礙物相對距離和方位能作出較為準確的判別和及時反應。但此方案過于依賴硬件、成本較高、缺乏創(chuàng)造性，而且置于小車左方的紅外對管用到的幾率很小，所以最終未采用。 方案三： 采用一只紅外對管置于小車右側。通過測試此種方案就能很好的實現(xiàn)小車避開障礙物，且充分的利用資源而不浪費 通過比較我采用方案三。
同類課題研究水平概述
- 當今世界，傳感器技術和自動化控制技術正在飛速發(fā)展，機械、電器和電子信息已經不在明顯分家，自動控制在工業(yè)領域中的地位已經越來越重要，“智能”這個詞也已經成為了熱門詞匯?，F(xiàn)在國外的自動控制和傳感器技術已經達到了很高的水平，特別是日本，比如日本本田制作的機器人，其仿人雙足行走已經做得十分逼真，而且具有一定的學習能力，還據說其水平智商已達到6歲兒童。 作為機械行業(yè)的代表產品——汽車，其與電子信息產業(yè)的融合速度也顯著提高，呈現(xiàn)出兩個明顯的特點：一是電子裝置已占汽車整車（特別是轎車）的80%左右，然而汽車的主導方向已走向機電一體化，汽車電子產業(yè)也很有可能成為依托整車制造業(yè)和用車提升配置而快速成為新的增長點;二是汽車開始向電子化、多媒體化和智能化方向發(fā)展，使其不僅作為一種代步工具、同時能具有交通、娛樂、辦公和通訊等多種功能。 無容置疑，機電一體化人才的培養(yǎng)不論是在國外還是國內，都開始重視起來，主要表現(xiàn)在大學生的各種大型的創(chuàng)新比賽，比如：亞洲廣播電視聯(lián)盟亞太地區(qū)機器人大賽（ABU ROBCON）、全國大學生“飛思卡爾”杯智能汽車競賽等眾多重要競賽都能很好的培養(yǎng)大學生對于機電一體化的興趣與強化機電一體化的相關知識。但很現(xiàn)實的狀況是，國內不論是在機械還是電氣領域，與國外的差距還是很明顯的，所以作為機電一體化學生，必須加倍努力，為逐步趕上國外先進水平并超過之而努力。 為了適應機電一體化的發(fā)展在汽車智能化方向的發(fā)展要求，提出簡易智能小車的構想，目的在于：通過獨立設計并制作一輛具有簡單智能化的簡易小車，獲得項目整體設計的能力，并掌握多通道多樣化傳感器綜合控制的方法。所以立“智能循跡小車”一題作為嘗試。 采用XT89S52單片機作為控制核心，實現(xiàn)能夠自主識別黑色引導線并根據黑線走向實現(xiàn)快速穩(wěn)定的線行駛。
