本係統要求設計並製作一個簡易智能電動車，設計方案包括基本要求

，發揮部分及其它創新部分。

　　

　　

① 電動車從起跑線出發（車體不得超過起跑線）
、沿寬度為2cm的黑色引導線到達B點。

在“直道區”鋪設的白紙下沿引導線埋有1~3塊寬度為15cm、長度不等的薄鐵片。電動車檢測到薄鐵片時
，立即發出聲光指示信息，並實時存儲、顯示在“直道區”檢測到的薄鐵片數目。

　　

② 電動車到達B點後進入“彎道區”，沿圓弧引導線到達C點（也可脫離圓弧引導線到達C點）。

C點下埋有邊長為15cm的正方形薄鐵片，要求電動車到達C點檢測到薄鐵片後在C處停車5秒，停車期間發出斷續的聲光信息。

　　

③ 電動車在光源的引導下
，通過障礙區進入停車區並到達車庫。電動車必須在兩個障礙物之間通過且不得與其接觸。

　　

④ 電動車完成上述任務後立即停車
，全程不得超過90秒
，行駛時間達到90秒時立即自動停車。
 

圖2 係統總體框圖

　　

方案一：采用CCD單(dan)色(se)攝(she)像(xiang)頭(tou)，配(pei)計(ji)算(suan)機(ji)主(zhu)板(ban)及(ji)圖(tu)像(xiang)采(cai)集(ji)卡(ka)。對(dui)白(bai)背(bei)景(jing)下(xia)，黑(hei)線(xian)的(de)識(shi)別(bie)，目(mu)前(qian)做(zuo)的(de)比(bi)較(jiao)成(cheng)熟(shu)，效(xiao)果(guo)相(xiang)當(dang)好(hao)。但(dan)成(cheng)本(ben)高(gao)，很(hen)難(nan)找(zhao)到(dao)合(he)適(shi)的(de)載(zai)體(ti)。

　　

方案二：采用顏色傳感器。目mu前qian顏yan色se傳chuan感gan器qi的de應ying用yong，越yue來lai越yue廣guang泛fan，效xiao果guo也ye可ke以yi。但dan幾ji百bai元yuan的de價jia格ge及ji相xiang對dui複fu雜za的de處chu理li電dian路lu，並bing且qie還hai需xu要yao光guang源yuan，所suo以yi也ye不bu是shi一yi個ge很hen好hao的de選xuan擇ze。

　　

方案三：采用一左一右兩個紅外發射接收對管。該傳感器不但價格便宜，容易購買
，而且處理電路（如圖3所示），簡單易行
，實際使用效果很好

，能很順利地引導小車到達C點。

　　

在該電路中，加比較器LM311的目的，是使模擬量轉化為開關量，便於處理。為使發射有一定的功率，發射回路要求不小於20mA的電流。

　　

根據 ，故可選擇R1=150Ω。

　　

啟(qi)動(dong)時(shi)，小(xiao)車(che)跨(kua)騎(qi)在(zai)黑(hei)線(xian)上(shang)。兩(liang)個(ge)紅(hong)外(wai)發(fa)射(she)接(jie)收(shou)對(dui)管(guan)
，分(fen)別(bie)安(an)裝(zhuang)在(zai)黑(hei)線(xian)的(de)兩(liang)側(ce)的(de)白(bai)色(se)區(qu)域(yu)
，輸(shu)出(chu)為(wei)低(di)電(dian)壓(ya)，當(dang)走(zou)偏(pian)，位(wei)於(yu)黑(hei)線(xian)上(shang)時(shi)，輸(shu)出(chu)為(wei)高(gao)電(dian)壓(ya)。因(yin)黑(hei)線(xian)較(jiao)窄(zhai)（2cm），為及時調整車的方向
，選擇比較器的閥值為2.5v，即黑白相間的位置，即開始調整。實驗表明，效果較理想

圖3 紅外發射接收對管處理電路

 

　　

方案一：采用激光傳感器測距。能非常準確地測出小車與障礙物的距離，但價格也高，處理複雜
，不符合我們的要求。

　　

方案二：采用超聲傳感器。進口的超聲傳感器

，換能器薄，並且帶處理電路，輸出與距離成比例的模擬信號，通過ADzhuanhuan，kehuodejulixinxi，jiagegui。yeyouyixiejiaojiandandechaoshengchuanganqijichulidianlu，nengshuchukaiguanliangxinxi，jiageyebugui
，shiyigehaodexuanze，danyouyumeimaidaoxianchengdechulidianlu，pingchangyoumeiyouzuoguozhezhongdianlu
，shijianjin，guweicaiyong。

　　

方案三：采用左右兩個紅外傳感器。紅外傳感器

，是目前使用比較普遍的一種避障傳感器
，其處理電路如圖4所示
，通過調節R23、R24兩個電位器，可調節兩個紅外傳感器的檢測距離為10—80cm，開關量輸出（TTL電平），簡單、可靠。我們采用這種電路，能可靠地檢測左前方、右前方、前方的障礙情況，為成功避障提供了保證。

圖4 紅外發射及接收處理電路

　　

為了檢測光線的強弱，我們在小車左前方、右前方加了2隻光敏傳感器
，即光敏電阻。電路如圖5所示。光敏傳感器根據照射在它上麵的光線的強弱，阻值發生變化
，輸出電壓隨之變化
，通過ADC0809後(hou)，得(de)到(dao)與(yu)光(guang)強(qiang)相(xiang)對(dui)應(ying)的(de)數(shu)字(zi)量(liang)，從(cong)而(er)引(yin)導(dao)小(xiao)車(che)
，向(xiang)光(guang)源(yuan)靠(kao)近(jin)。不(bu)同(tong)型(xing)號(hao)的(de)光(guang)敏(min)電(dian)阻(zu)
，暗(an)電(dian)阻(zu)及(ji)亮(liang)電(dian)阻(zu)差(cha)別(bie)較(jiao)大(da)，需(xu)根(gen)據(ju)不(bu)同(tong)參(can)數(shu)的(de)光(guang)敏(min)電(dian)阻(zu)，選(xuan)用(yong)不(bu)同(tong)大(da)小(xiao)的(de)分(fen)壓(ya)電(dian)阻(zu)。

圖5 光源檢測電路

　　

　　

采用了一隻渦流型鐵金屬探測傳感器，型號：LJ18A3-8-Z/BX。可靠探測距離，小於8cm。

　　

　　

電動小車的本身自帶的換向及驅動電路，相當粗糙
，電機的特性也很不好，不能調速。電壓低了，速度慢
，驅動力矩小，走不動；電壓高時（剛換上電池時），速su度du又you很hen快kuai，難nan以yi調tiao整zheng。在zai這zhe上shang麵mian，花hua費fei了le不bu少shao的de時shi間jian，效xiao果guo很hen不bu好hao。最zui後hou，決jue定ding對dui小xiao車che的de電dian機ji及ji驅qu動dong電dian路lu
，進jin行xing了le更geng換huan。後hou輪lun采cai用yong了le一yi對dui減jian速su直zhi流liu電dian機ji，其qi驅qu動dong電dian路lu如ru圖tu6所示。采用PWM控製，可較方便的對電機進行調速。

圖6 電機驅動電路

　　

簡易智能電動車由一個電動玩具車改造而成。係統的控製部分以單片機為核心，通過對前向通道各種傳感器信號的采集
、處理，較好地實現了後向通道驅動及轉向電機的運動控製和相關信息的處理、顯示和聲光報警。