DIY创意玩具：智能移动小车（轮式机器人）的软硬件设计实现

admin

一、项目概述
        1.1 引言
        智能移动机器人的诞生给人们的生活带来了不小的变化，尤其是在工业生产中扮演了非常重要的角色。智能小车，也称轮式机器人，它是一种集环境感知、决策、自动行驶等功能与一体的综合系统，并是一种以汽车电子为背景,涵盖了传感、信息、通信、人工智能及自动化控制等相关技术，是典型的高新技术综合体。
         
        1.2 项目背景/选题动机。
        智能移动机器人主要体现的就是对物体（障碍物）的感知能力和识别能力，本方案实现寻迹、避障、调速等功能。
         
        二、需求分析
        2.1 功能要求
        智能移动小车，可以遥控小车左右前后行走，具备寻线和避障功能。
         
        2.2 性能要求
        壁障距离20cm范围内。寻线线宽1cm-5cm。拐弯角度90度-270度。
         
        三、方案设计
        3.1 系统功能实现原理（除图片外需有文字介绍）

       

        图1 智能寻线避障小车控制电路资源分配

         

        利用开发板，PSoC技术优势，利用片上的AD资源，EEPROM，PWM等片内资源。
         
        （1）寻迹部分：以光电传感技术为基础，结合CY8C单片机的AD资源，采样待寻线路径的背景颜色和路径的颜色的反色光经光电转换后的模拟电压值，通过一定的算法，判断路径的位置，根据路径的位置，确定小车的寻线轨迹。
         
        （2）避障部分：以红外线反射原理为基础，通过CY8C单片机实现一定频率的方波将红外光进行调制，单片机接受调制后的红外光，解码后根据方波数确定在20cm左右的距离内有障碍物，从而确定小车的路径规划。
         
        （3）小车速度的控制：采用CY8C单片机的PWM输出功能，控制电机驱动电路，从而实现调速。
         
        3.2 硬件平台选用及资源配置
        智能寻线壁障小车包括小车本体（车身、轮子、驱动电机）、控制电路板。控制电路板采用CY8CKIT-003开发平台，外加设计扩展板，主要包括寻线、避障、遥控器解码、电机驱动4个部分电路。尽量采用CY8C单片机的片内资源，主要包括片上的AD资源，EEPROM，PWM等片内资源。按电路模块资源分配如图1所示。
         
        3.3系统软件架构
        软件包括主模块和3个功能模块。功能模块分别为遥控解码模块，避障功能模块，寻线功能模块。主模块根据遥控解码的条件，调用各功能模块，
         
        3.4 系统软件流程（除图片外需有文字介绍）
         

       

        总体流程图

         

       

        寻线流程

         

       

        避障流程

         
        3.5 系统预计实现结果
        智能移动小车，可以遥控小车左右前后行走，具备寻线和避障功能。