基于碰撞传感器的自动导航车系统设计

Posted 2023-01-15 studyer_domi

1、内容简介

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635-可以交流、咨询、答疑

2、内容说明

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随着世界各国对科学技术的重视，各类高科技技术突飞猛进，人类逐步进入人工智能时代。而在这些高科技技术的背后，自动导航小车作为无人驾驶小车的一种类型备受关注。它的主要优点是不需要人的过多干预，灵活程度高，维修起来简单方便。它在军事、航天、工农业生产等领域中不仅可以承担一些体力活，更重要的是还能够代替人类在一些危险环境下的工作。

本文以TI-RSLK机器人为研究对象，在充分掌握机器人内部结构的情况下，组装完成自动导航车。针对在未知环境下探索线路以及避障问题，将自动导航车与碰撞传感器相结合，运用计算机编程语言，以及自动控制的知识，通过单触头与多触头等不同情况下的碰撞传感器的返回信号，判断车辆运行前方障碍物的情况，车辆碰撞时的状态转换表，并在Code Composer Studio编程软件上编写运行及避障程序并进行程序调试。最终经过分析得出未知环境下的运行线路，确保实现自动导航车的遍历运行。

本次设计是在一定的理论支撑下完成的，通过与实际的紧密结合圆满地实现了自动导航车的设计任务。

国外自动导航小车的发展远比我们要早的多，其中最早期的典型代表是美国卡内基-梅隆大学机器人研究所研制的单轮滚动机器人Cyrovertm.Cyrover，它是一种陀螺稳定的单轮滚动机器人[2]。1913年，美国福特汽车公司首次在汽车底盘的装配线上用有轨引导的自动导航车代替了传统的输送机。英国W.Grey Walter于20世纪50年代研制出的“ELSIE”[3]，该自动导航车采用光敏元件作为导引传感器，根据环境光线的强弱引导其运动。此后，许多国家有自主移动机器人诞生:如法国开发的“Hilare”[4]，日本Tsukuba大学开发的Yamabiko[5]和用于盲人引路的“MELDOG”[6]，德国Karlsruhe大学开发的KAMRO[7]及由FMC(San Jose，CA)开发的移动机器人具有十分灵活的避障能力。

本文采用的是TI-RSLK机器人来研究自动导航小车的运动控制系统，通过研究机器人内部结构来自主设计自动导航小车系统。主要解决的问题是探索未知环境下的线路问题以及依托碰撞传感器避障的问题。运用计算机编程语言，通过程序来控制单触头与多触头等不同情况下的碰撞传感器与前方障碍物碰撞，并将其与Code Composer Studio软件相结合，对其进行多次安装调试，最终在Code Composer Studio软件上编写运行程序，使得小车遍历运行。

本次设计完成的主要工作如下：

（1）前期了解了各个模块的作用功能以及各个模块安装的位置。进一步学习了各个模块之间如何相互配合。通过焊接安装成一个完整的自动运行导航车。

（2）学习了碰撞传感器的工作原理，并将碰撞传感器安装到自动运行导航车上，通过不断地测试分析，得到状态转换表。该状态转换表间接体现了运行方式。

（3）查询了嵌入式系统的应用以及学习了C语言编程，通过软硬件结合使得自动导航小车得以遍历运行。

通过本次的设计使导航小车与我们的生活更加的贴近，能够更好，更广泛使用到我们各行各业中来。尤其是在一些救援危险行业，对这样的需求更加急迫。

在设计过程中，也有一些欠缺考虑的地方。如：碰撞传感器在进行避障寻线的过程中，碰撞传感器的碰撞触头旋转的角度是相对固定的，若是遇到转弯角度并非很大的障碍物，自动导航小车便需要花费更多的时间来走出障碍物，我们需要重新进行程序的调试，为此也不是十分便利；碰撞传感器必须要碰撞才能避障，多次碰撞也减少了器件的使用寿命；至于软件方面对程序的编写并未能达到尽善尽美的角度。

3、仿真分析

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4、参考论文

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