智能小车设计指导

在飞思卡尔的小车中，测速是必不可少的一部分，但是在校内的比赛中测速应用较少。初学者 可以不考虑速度，对小车进行开环控制。而如果加入速度反馈则不仅仅是速度测量的事情，更重要 的是结合相应的控制算法，这样速度反馈才有意义，在本章中只做简单介绍，详细的内容可以参加 本书第六章。 ### 智能小车设计指导关键知识点解析 #### 一、智能小车概述与基本结构 - **智能小车定义**：智能小车是一种基于传感器技术和计算机技术，能够自主或半自主完成特定任务的机器人车辆。它们广泛应用于科研、教育、工业等领域。 - **智能小车的类型**：智能小车主要分为两大类——电磁跟踪型和光电跟踪型。电磁跟踪型通过感应地面下的电磁信号来导航；光电跟踪型则利用光电传感器识别地面上的黑色线条或其他标记来进行导航。 - **智能小车的基本结构**：主要包括车身框架、驱动系统、传感器系统、控制系统等几个核心部分。车身框架用于承载所有部件；驱动系统负责车辆的移动；传感器系统包括循迹传感器、测速传感器等，用于获取环境信息；控制系统则是智能小车的大脑，负责处理传感器数据并作出决策。 #### 二、车体设计 - **小车拆卸**：拆卸原车模以替换不适用的部件，如电机、轮胎等，使其更适合智能车的需求。 - **舵机安装**：舵机是控制方向的关键部件，安装时需要确保其稳定且角度可调。 - **车体整体布局**：合理的布局可以提高车辆稳定性及操控性，如重心位置、电池摆放等。 - **车体前轮定位调整**：通过对前轮的微调来改善行驶稳定性，减少跑偏现象。 #### 三、硬件设计 - **电源模块设计**：电源模块是智能小车能量供应的核心。设计时需考虑到效率、稳定性等因素，采用合适的稳压芯片，如LM2940。 - **单片机最小系统设计**：单片机是智能小车的控制中心，其最小系统包括供电电路、复位电路、晶振电路等。 - **循迹模块设计**：通常采用红外光电管作为循迹传感器，设计时需关注其工作原理及检测电路的灵敏度。 - **舵机转向模块设计**：了解舵机的工作原理及其控制方式对于实现精确转向至关重要。 - **后轮电机驱动模块设计**：电机驱动模块决定了智能小车的动力性能，常用的驱动电路有H桥驱动电路，其核心组件如L298或BTS7960等。 - **测速模块**：测速模块是实现闭环控制的基础，可通过光电编码器等方式获取车速信息。 #### 四、程序设计 - **PWM技术**：脉冲宽度调制(PWM)是控制电机转速的重要手段，通过调节PWM信号的占空比来改变电机转速。 - **舵机控制**：通过向舵机发送特定频率的PWM信号来实现舵机角度的精确控制。 - **后轮电机控制**：实现电机的正反转及速度调节，通常采用PWM信号配合H桥电路实现。 - **程序总体设计**：智能小车的软件开发涉及多种控制策略，如查询法和查表法等，这些方法有助于提高控制精度和响应速度。 《智能小车设计指导》不仅涵盖了智能小车的基础知识和技术要点，还提供了丰富的实践经验分享。对于初学者来说，这本书不仅是一本入门指南，更是一份宝贵的参考资料，能够帮助他们在智能小车的设计与制作过程中少走弯路，快速成长。此外，书中强调了理论与实践相结合的重要性，鼓励读者在学习基础知识的同时，勇于尝试创新，探索更多可能。