针对小车在行驶过程中的寻迹要求

张衍波

摘 要:针对小车在行驶过程中的寻迹要求，设计了以AT89C51单片机为核心的控制电路，采用模块化的设计方案，运用色标传感器、金属探测传感器、超声波传感器、霍尔传感器组成不同的检测电路，实现小车在行驶中轨迹、探测预埋金属铁片、躲避障碍物、测量车速等问题检测，并对设计的电路进行了理论分析和实际测试。结果表明，该智能小车具有很好的识别与检测的能力，具有定位精度、运行稳定可靠的特点。
    关键词:自主寻迹;单片机;电动小车;传感器

0 引 言
    自主寻迹电动小车是一个运用传感器、单片机、信号处理、电机驱动及自动控制等技术来实现环境感知和自动行驶为一体的高新技术综合体，它在军事、民用和科学研究等方面已获得了应用。本文研究的电动小车是在给定的区域内沿着轨迹完成对各个目标点的访问，主要指标有行驶距离、时间、探测物计数、障碍物躲避等。本文采用AT89C51单片机作控制，针对小车在行驶过程中的不同要求，采用模块化设计方案，进行了各部分电路的设计。

1 智能小车控制的基本要求    小车必须沿规定路线行驶，控制部分设计不能采用无线遥控，具体控制要求如下:
    (1)电动车从起跑线出发，沿规定引导直线行驶到达B点。在“直道区”下沿引导线埋有1一3块宽度为15cm、长度不等的薄铁片。电动车在行驶中检测到薄
铁片时需立即发出声光指示信息，并实时存储、显示在“直道区”检测到的薄铁片数目。电动车在“直道区”行驶过程中，存储并显示每个薄铁片(中心线)至起跑
线间的距离;

    (2)电动车到达B点以后进人“弯道区”，沿圆 弧引导线到达C点。C点下埋有边长为 15cm的正方形薄铁片，要求电动车到达C点检测到薄铁片后在C点处停车5秒，停车期间发出断续的声光信息;
    (3)电动车在光源的引导下，通过障碍区进人停车区并到达车库。电动车必须在两个障碍物之间通过且不得与其接触;
    (4)电动车完成上述任务后应立即停车。停车后，能准确显示电动车全程行驶时间。

2 方案的选择与实现
2.1 系统方案的确定
    根据题目要求，将控制对象及检测目标划分为不同模块，即障碍物检测、路面铁片检测、路面轨迹检测、光源检测、速度路程检测等模块。针对不同模块的控制要求分别采用不同的设计方案实现。系统组成及原理框图如图1所示。其中色标传感器用来检测小车的运行轨迹，金属探测传感器用来检测路迹下薄铁片的数目，超声波传感器用来检测小车前进方向的障碍物，霍尔传感器用于检测小车行驶的速度及距离。