文档介绍：绪论
1．1 设计背景和意义
智能小车是一个集环境感知、规划决策、自动行驶等功能于一体的综合系统， 它集中的运用了计算机、传感、信息、通信、导航、人工智能及自动控制等技术， 是典型的高新技术综合体［1］。目前，智能小车在军事、民用及科学车的设计。最后给出设计的结论，并对下一步工作进行了展望。
针对上述研究内容，本论文的安排如下：
第 1 章：总结了智能小车的研究背景和意义以及国内外的发展现状。
第 2 章：主要分析了智能小车硬件设计的几种方案，对其各自的优缺点进行比 较，最终选出适合智能小车控制的最佳方案。
第 3 章：先简单介绍了实现智能小车控制的总体设计思路，然后详细介绍了智 能小车的工作原理、电路设计以及电路的工作过程。
第 4 章：在本章对系统的软件进行了设计，结合硬件电路原理图绘制出了程序 流程图。
第 5 章：论述了提高系统可靠性的措施，主要是通过对硬件电路和 PCB 的设计 来提高系统的可靠性。
第 6 章：对本论文做了简要的总结，并对下一步工作进行了展望。
方案设计与论证
从这一章开始介绍基于单片机控制的智能小车的设计过程。
2．1 设计要求
设计一种基于单片机的智能小车，它能够实时显示行驶速度和行驶累计里程； 具备自动躲避前方障碍的能力；可以沿给定的轨迹行驶；寻找光源等功能。 2．2 总体设计
根据题目要求，本设计共分为5个模块：前轮PWM驱动电路、后轮PWM驱动电 路、轨迹探测模块、障碍物探测模块和光源探测模块。前轮PWM驱动电路主要用于 转向控制；后轮 PWM 驱动电路主要用于方向和速度控制；轨迹探测模块利用三个光 感元件，对黑色轨道进行寻迹；障碍物探测模块用于对障碍物进行探测；光源探测 模块利用三个光敏电阻制成，用于寻光并确定光源角度，以期获得较为精确的转向 值。绕障方案利用障碍物较低这个重要条件，小车出发后，先利用光敏电阻获得光 源的方向是本设计的一大特色。系统硬件框架设计如图 所示：
图 系统总体框图
2．3 方案论证 本节主要介绍基于单片机的智能小车的设计方案及对比论证过程。
轨迹探测模块方案分析与比较
方案一、使用简易光电传感器结合外围电路探测。 由于所采用光电传感器实际效果并不理想，对行驶过程中的稳定性要求很高，
且误测几率较大、易受光线环境和路面介质影响。在使用过程极易出现问题，而且 容易因为该部件造成整个系统的不稳定，故最终未采用该方案。
方案二、利用两只光电开关。
分别置于轨道的两侧，根据其接受到白线的先后来控制小车转向来调整车向， 但是如果两只光电开关之间的距离很小，则约束了速度,如果着重于小车速度的提 升，则随着车速的提升，则势必要求两只光电开关之间的距离加大，从而使得小车 的行驶路线脱离轨道幅度较大，小车将无法快速完成准确的导向从而有可能导致寻 迹失败。
方案三、用三只光电开关。
一只置于轨道中间，两只置于轨道外侧，当小车脱离轨道时，即当置于中间的 一只光电开关脱离轨道时，等待外面任一只检测到黑线后，做出相应的转向调整， 直到中间的光电开关重新检测到黑线（即回到轨道）再恢复正向行驶。虽然小车在 寻迹过程中可能会有一定的左右摇摆（因为小车的内部结构决定了光电开光之间的 距离到达不了精确计算值 1 厘米），但只要控制好行驶速度就可保证车身基本上接 近于沿靠轨道行驶［11］。
综合考虑到寻迹准确性和行驶速度的要求，我们采用方案三。
障碍物探测模块方案分析与比较
考虑到在测障过程中小车车速及反应调向速度的限制，小车应在距障碍物40CM 的范围内做出反应，这样可以保证小车能够顺利绕过障碍物。否则，如果范围太大， 则可能产生障碍物的判断失误；范围过小又很容易造成车身撞上障碍物或虽绕过障 碍物却无法实现理想的定向方案。
方案一、采用一只红外传感器置于小车中央。
一只红外传感器小车中央安装简易，也可以检测到障碍物的存在，但难以确定 小车在水平方向上是否会与障碍物相撞，也不易让小车做出精确的转向反应。
方案二、采用二只红外传感器分置于小车两边。
二只红外传感器分别置于小车的前端两侧，方向与小车前进方向平行，对小车 与障碍物相对距离和方位能作出较为准确的判别和及时反应。但此方案过于依赖硬 件、成本较高、缺乏创造性，而且置于小车左方的红外传感器用到的几率很小，所 以最终未采用。
方案三、采用一只红外传感器置于小车右侧并与小车前进方向呈一固定角度。
基于对行车地图中光源及障碍物尺寸、位置的分析，我们采用了通过寻找光源 来对行车方向进行控制，在向光源行驶的过程中检测障碍物并做出相应的反应，这 样不仅只使用一只红外传感器就实现了避障，而且避免因小车自然转弯而导致的盲 目方向控制，同时为后面以最简单最直