智能寻迹小车实验报告

自动寻迹小车设计报告一、系统设计1、设计要求（1）自动寻迹小车从安全区域启动。

（2）小车按检测路线运行，自动区分直线轨道和弯路轨道，在弯路处拐弯，实现灵活前进、转弯、等功能2.小车寻迹的原理这里的寻迹是指小车在白色地板上寻黑线行走，通常采取的方法是红外探测法。

红外探测法，即利用红外线在不同颜色的物体表面具有不同的反射性质的特点，在小车行驶过程中不断地向地面发射红外光，当红外光遇到白色纸质地板时发生漫反射，反射光被装在小车上的接收管接收；如果遇到黑线则红外光被吸收，小车上的接收管接收不到红外光。

单片机就是否收到反射回来的红外光为依据来确定黑线的位置和小车的行走路线。

红外探测器探测距离有限，一般最大不应超15cm。

对于发射和接收红外线的红外探头，可以自己制作或直接采用集成式红外探头。

3、模块方案根据设计要求，本系统主要由控制器模块、寻迹传感器模块、直流电机及其驱动模块等构成。

控制器模块：控制器模块由AT89C51单片机控制小车的行走。

寻迹传感器模块：寻迹传感器用光电传感器ST188检测线路并反馈给单片机执行。

ST188采用高发射功率红外光电二极管和高灵敏度双光电晶体管组成。

检测距离:4--13mm直流电机及其驱动模块：直流电机用L298来驱动。

L298N是一个具有高电压大电流的全桥驱动芯片，它相应频率高，一片L298N可以分别控制两个直流电机，而且还带有控制使能端。

用该芯片作为电机驱动，操作方便，稳定性好，性能优良。

4.系统结构框图：二、硬件实现及单元电路设计1、微控制器模块的设计在本次设计中我们采用了AT89C51位主控制器。

它具有智能化，可编程，小型便携等优点。

2.光电传感器：本次试验我们采用了ST188光电传感器，ST188采用高发射功率红外光电二极管和高灵敏度双光电晶体管组成。

检测距离:4--13mm。

其连接电路图如下：3.直流电机及其驱动模块在直流电机驱动问题上，我们采用一片L298来驱动直流电机。

一、实习背景随着科技的发展，自动化技术在各个领域得到了广泛应用。

智能循迹小车作为自动化技术的一个重要应用，具有广泛的前景。

为了提高我们的实践能力，培养我们的创新精神，我们参加了智能循迹小车实习课程。

通过本次实习，我们学习了智能循迹小车的设计、制作和调试方法，了解了其工作原理，提高了我们的动手能力和团队协作能力。

二、实习目的1. 熟悉智能循迹小车的结构、原理和功能。

2. 掌握智能循迹小车的制作方法，提高动手能力。

3. 学习电路设计、传感器应用、单片机编程等知识。

4. 培养团队协作精神，提高沟通能力。

三、实习内容1. 智能循迹小车原理及结构智能循迹小车主要由以下几部分组成：车体、驱动电机、传感器、单片机、控制电路等。

车体是智能循迹小车的承载部分，驱动电机负责提供动力，传感器用于检测路面信息，单片机负责处理传感器信息，控制电路负责将单片机的指令转换为电机驱动信号。

2. 电路设计电路设计主要包括以下几个方面：（1）电源电路：为智能循迹小车提供稳定的电源。

（2）驱动电路：将单片机的控制信号转换为电机驱动信号。

（3）传感器电路：将传感器信号转换为单片机可识别的信号。

（4）控制电路：对单片机输出的控制信号进行放大、滤波等处理。

3. 传感器应用智能循迹小车主要采用红外传感器进行路面检测。

红外传感器具有体积小、成本低、安装方便等优点。

在制作过程中，我们需要对红外传感器进行调试，使其能够准确检测路面信息。

4. 单片机编程单片机编程是智能循迹小车实现智能控制的关键。

我们主要学习了C语言编程，掌握了单片机的基本指令、函数、中断等知识。

在编程过程中，我们需要编写程序，使单片机能够根据传感器信息控制小车行驶。

5. 调试与优化在制作过程中，我们需要对智能循迹小车进行调试，使其能够稳定、准确地行驶。

调试过程中，我们需要对电路、传感器、单片机等部分进行调整，以达到最佳效果。

四、实习成果通过本次实习，我们成功制作了一台智能循迹小车，并使其能够稳定、准确地行驶。

智能寻迹小车实验报告
实验目的：
设计一个智能寻迹小车，能够依据环境中的黑线自主行驶，并避开障碍物。

实验材料：
1. Arduino开发板
2. 电机驱动模块
3. 智能车底盘
4. 红外传感器
5. 电源线
6. 杜邦线
7. 电池
实验步骤：
1. 按照智能车底盘的说明书将车底盘组装起来。

2. 将Arduino开发板安装在车底盘上，并与电机驱动模块连接。

3. 连接红外传感器到Arduino开发板上，以便检测黑线。

4. 配置代码，使小车能够依据红外传感器检测到的黑线自主行驶。

可以使用PID控制算法来控制小车的速度和方向。

5. 测试小车的寻迹功能，可以在地面上绘制黑线，观察小车是否能够准确地跟随黑线行驶。

6. 根据需要，可以添加避障功能。

可以使用超声波传感器或红外避障传感器来检测障碍物，并调整小车的行驶路线。

实验结果：
经过实验，可以发现小车能够依据红外传感器检测到的黑线自主行驶，并能够避开障碍物。

小车的寻迹功能和避障功能能够实现预期的效果。

实验总结：
本次实验成功设计并实现了智能寻迹小车。

通过使用Arduino 开发板、电机驱动模块和红外传感器等材料，配合合适的代码配置，小车能够准确地跟随黑线行驶，并能够避开障碍物。

该实验展示了智能小车的基本原理和应用，为进一步研究和开发智能车提供了基础。

智能循迹小车实验报告第一篇：智能循迹小车实验报告摘要本设计主要有单片机模块、传感器模块、电机驱动模块以及电源模块组成，小车具有自主寻迹的功能。

本次设计采用STC公司的89C52单片机作为控制芯片，传感器模块采用红外光电对管和比较器实现，能够轻松识别黑白两色路面，同时具有抗环境干扰能力，电机模块由L298N芯片和两个直流电机构成，组成了智能车的动力系统，电源采用7.2V的直流电池，经过系统组装，从而实现了小车的自动循迹的功能。

关键词智能小车单片机红外光对管 STC89C52 L298N 1 绪论随着科学技术的发展，机器人的设计越来越精细，功能越来越复杂，智能小车作为其的一个分支，也在不断发展。

在近几年的电子设计大赛中，关于小车的智能化功能的实现也多种多样，因此本次我们也打算设计一智能小车，使其能自动识别预制道路，按照设计的道路自行寻迹。

设计任务与要求采用MCS-51单片机为控制芯片（也可采用其他的芯片），红外对管为识别器件、步进电机为行进部件，设计出一个能够识别以白底为道路色，宽度10mm左右的黑色胶带制作的不规则的封闭曲线为引导轨迹并能沿该轨迹行进的智能寻迹机器小车。

方案设计与方案选择3.1 硬件部分可分为四个模块：单片机模块、传感器模块、电机驱动模块以及电源模块。

3.1.1 单片机模块为小车运行的核心部件，起控制小车的所有运行状态的作用。

由于以前自己开发板使用的是ATMEL公司的STC89C52，所以让然选择这个芯片作为控制核心部件。

STC89C52是一种低损耗、高性能、CMOS八位微处理器，片内有4k字节的在线可重复编程、快速擦除快速写入程序的存储器，能重复写入/擦除1000次，数据保存时间为十年。

其程序和数据存储是分开的。

3.1.2 传感器模块方案一：使用光敏电阻组成光敏探测器采集路面信息。

阻值经过比较器输出高低电平进行分析，但是光照影响很大，不能稳定工作。

方案二：使用光电传感器来采集路面信息。

一、实训背景随着科技的飞速发展，智能机器人技术逐渐成为研究的热点。

循迹小车作为一种典型的智能机器人，具有简单、实用、成本低等优点，是学习和研究智能控制技术的重要工具。

本实训旨在通过组装和调试循迹小车，使学生掌握智能控制系统的基本原理和装调方法，提高学生的动手能力和创新意识。

二、实训目的1. 熟悉循迹小车的结构和工作原理；2. 学会循迹小车的组装和调试方法；3. 培养学生的团队协作能力和创新意识；4. 提高学生对智能控制技术的认识和应用能力。

三、实训内容1. 循迹小车简介循迹小车是一种能够在特定路径上自动行驶的智能小车。

它通过检测地面上的线条或标记，根据反馈信号调整行驶方向，实现自动循迹。

循迹小车主要由以下几个部分组成：（1）车体：包括车身、轮子、支架等；（2）传感器：用于检测地面上的线条或标记；（3）控制器：根据传感器信号控制小车行驶；（4）驱动器：将控制器输出的信号转换为电机转速，驱动小车行驶；（5）电源：为小车提供电能。

2. 循迹小车组装（1）准备工作：准备好组装所需的材料、工具和电路板；（2）组装车体：将车身、轮子、支架等组装成小车；（3）安装传感器：将传感器安装在车体上，确保传感器能够检测到地面上的线条或标记；（4）连接电路：将传感器、控制器、驱动器和电源等电路连接起来；（5）调试电路：检查电路连接是否正确，确保电路正常工作。

3. 循迹小车调试（1）调试传感器：调整传感器位置，使传感器能够准确检测到地面上的线条或标记；（2）调试控制器：调整控制器参数，使小车能够根据传感器信号准确调整行驶方向；（3）调试驱动器：调整驱动器参数，使电机转速与小车行驶速度相匹配；（4）测试循迹性能：将小车放置在特定路径上，观察小车是否能够自动循迹。

四、实训结果与分析1. 实训结果通过本次实训，学生成功组装和调试了一辆循迹小车，小车能够在特定路径上自动循迹。

2. 实训分析（1）组装过程中，学生学会了如何使用工具，提高了动手能力；（2）调试过程中，学生学会了如何调整传感器、控制器和驱动器参数，提高了对智能控制技术的认识；（3）团队合作方面，学生学会了相互协作、沟通和解决问题，提高了团队协作能力；（4）创新意识方面，学生在实训过程中积极思考，提出了一些改进方案，提高了创新意识。

循迹小车的实验报告循迹小车的实验报告引言：循迹小车是一种基于光电传感器的智能机器人，能够通过感知地面上的黑线，实现自主导航。

本次实验旨在探索循迹小车的工作原理及其应用，并对其性能进行评估。

一、实验背景循迹小车作为一种智能机器人，广泛应用于工业自动化、仓储物流、智能家居等领域。

其基本原理是通过光电传感器感知地面上的黑线，根据传感器信号控制电机的转动，从而实现沿着黑线行进。

二、实验过程1. 实验器材准备本次实验所需器材有循迹小车、黑线地毯、计算机等。

通过连接计算机和循迹小车，可以实现对小车的控制和数据传输。

2. 实验步骤（1）将黑线地毯铺设在实验场地上，并保证地毯表面光滑清洁。

（2）将循迹小车放置在地毯上，确保其底部的光电传感器与黑线接触。

（3）通过计算机控制循迹小车的启动，观察小车是否能够准确跟踪黑线行进。

（4）记录小车在不同条件下的行进速度、转弯半径等数据，并进行分析。

三、实验结果1. 循迹性能评估通过实验观察和数据记录，我们发现循迹小车在较为平整、光线充足的黑线地毯上表现较好，能够准确跟踪黑线行进。

然而，在黑线不明显、光线较暗的情况下，小车的循迹性能会有所下降。

2. 行进速度与转弯半径根据实验数据分析，循迹小车的行进速度受到多种因素的影响，包括地面摩擦力、电机功率等。

在实验中，我们发现增加电机功率可以提高小车的行进速度，但同时也会增大转弯半径。

3. 应用前景循迹小车作为一种智能机器人，具有广泛的应用前景。

在工业自动化领域，循迹小车可以用于物料搬运、装配线操作等任务；在仓储物流领域，循迹小车可以实现货物的自动分拣、运输等功能；在智能家居领域，循迹小车可以作为家庭服务机器人，提供家居清洁、送餐等服务。

四、实验总结通过本次实验，我们深入了解了循迹小车的工作原理和应用前景。

循迹小车的循迹性能受到地面条件和光线影响，需要进一步优化。

在实际应用中，循迹小车可以广泛应用于工业自动化、仓储物流和智能家居等领域，为人们的生活和工作带来便利。

一、实验目的1. 理解循迹小车的工作原理，掌握模拟循迹技术。

2. 学习使用传感器检测道路情况，并根据检测结果进行小车控制。

3. 提高嵌入式系统设计和编程能力。

二、实验原理循迹小车是一种能够按照预设轨迹运行的智能小车。

其工作原理是：通过安装在车身上的传感器检测道路情况，并将检测到的信息传输给单片机，单片机根据接收到的信息对小车进行控制，使小车按照预设轨迹运行。

本实验中，我们采用红外对管作为传感器，通过检测红外对管对光线反射的强弱来判断小车是否偏离预设轨迹。

当红外对管检测到光线反射较强时，表示小车偏离了预设轨迹；当红外对管检测到光线反射较弱时，表示小车位于预设轨迹上。

三、实验器材1. 单片机开发板（如STC89C52）2. 红外对管传感器3. 电机驱动模块4. 电机5. 轮胎6. 跑道7. 电阻、电容等电子元件8. 编程软件（如Keil）四、实验步骤1. 硬件连接：将红外对管传感器连接到单片机的I/O口，将电机驱动模块连接到单片机的PWM口，将电机连接到电机驱动模块。

2. 编程：编写程序，实现以下功能：（1）初始化红外对管传感器和电机驱动模块；（2）读取红外对管传感器的状态，判断小车是否偏离预设轨迹；（3）根据红外对管传感器的状态，控制电机驱动模块使小车按照预设轨迹运行。

3. 调试：将程序烧录到单片机中，进行调试。

观察小车是否能够按照预设轨迹运行。

五、实验结果与分析1. 实验结果：经过调试，小车能够按照预设轨迹运行。

2. 分析：（1）红外对管传感器能够有效地检测道路情况，判断小车是否偏离预设轨迹；（2）单片机能够根据红外对管传感器的状态，及时调整电机的转速，使小车按照预设轨迹运行；（3）电机驱动模块能够稳定地驱动电机，使小车运动平稳。

六、实验总结通过本次实验，我们掌握了模拟循迹小车的工作原理，学会了使用传感器检测道路情况，并根据检测结果进行小车控制。

同时，我们还提高了嵌入式系统设计和编程能力。

七、改进建议1. 可以尝试使用其他类型的传感器，如光电传感器、红外线传感器等，以提高循迹精度。

第1篇一、引言随着科技的不断发展，人工智能技术逐渐渗透到我们生活的方方面面。

作为人工智能的一个典型应用，智能小车实验为我们提供了一个将理论知识与实践操作相结合的平台。

在本次智能小车实验中，我深刻体会到了理论知识的重要性，同时也感受到了动手实践带来的乐趣和成就感。

以下是我对本次实验的心得体会。

二、实验目的本次实验旨在通过设计、搭建和调试智能小车，让学生掌握以下知识：1. 传感器原理及在智能小车中的应用；2. 单片机编程及接口技术；3. 电机驱动及控制；4. PID控制算法在智能小车中的应用。

三、实验过程1. 设计阶段在设计阶段，我们首先对智能小车的功能进行了详细规划，包括自动避障、巡线、遥控等功能。

然后，根据功能需求，选择了合适的传感器、单片机、电机驱动器等硬件设备。

2. 搭建阶段在搭建阶段，我们按照设计图纸，将各个模块连接起来。

在连接过程中，我们遇到了一些问题，如电路板布局不合理、连接线过多等。

通过查阅资料、请教老师，我们逐步解决了这些问题。

3. 编程阶段编程阶段是本次实验的核心环节。

我们采用C语言对单片机进行编程，实现了小车的基本功能。

在编程过程中，我们遇到了许多挑战，如传感器数据处理、电机控制算法等。

通过查阅资料、反复调试，我们最终完成了编程任务。

4. 调试阶段调试阶段是检验实验成果的关键环节。

在调试过程中，我们对小车的各项功能进行了测试，包括避障、巡线、遥控等。

在测试过程中，我们发现了一些问题，如避障效果不稳定、巡线精度不高、遥控距离有限等。

针对这些问题，我们再次查阅资料、调整程序，逐步优化了小车的性能。

四、心得体会1. 理论与实践相结合本次实验让我深刻体会到了理论与实践相结合的重要性。

在实验过程中，我们不仅学习了理论知识，还通过实际操作，将所学知识应用于实践，提高了自己的动手能力。

2. 团队合作在实验过程中，我们充分发挥了团队合作精神。

在遇到问题时，我们互相帮助、共同探讨解决方案，最终完成了实验任务。

智能寻迹小车实习报告一、实习背景与目的随着科技的不断发展，机器人技术在各行各业中得到了广泛的应用。

智能寻迹小车作为一种典型的移动机器人平台，具有在复杂环境中自主导航、避障和完成任务的能力。

本次实习旨在通过设计和制作智能寻迹小车，掌握电子元器件的识别、传感器、电机在控制作用下的具体机械构架，以及单片机控制原理等知识，提高自己在电子技术、机器人技术等方面的实际操作能力。

二、实习内容与过程1. 设计思路本次实习的智能寻迹小车主要通过单片机控制，利用红外线传感器检测地面上的特定标记（如黑线），实现寻迹功能。

同时，通过超声波传感器检测前方障碍物的距离，实现避障功能。

在保证小车能够准确跟随线路的同时，使其能够自动避开障碍物。

2. 硬件设计（1）单片机：选用高性能、低功耗的单片机作为核心控制器，负责处理传感器数据、执行避障和循迹算法，以及控制小车的运动。

（2）传感器模块：红外线传感器用于检测地面上的特定标记，实现寻迹功能。

超声波传感器用于检测前方障碍物的距离，实现避障功能。

（3）电机驱动模块：负责驱动小车的运动，包括前进、后退、转向等。

3. 软件设计软件设计主要涉及系统初始化、线路检测与循迹、避障检测与控制以及控制算法等。

通过编程实现对单片机的控制，使小车能够根据红外线传感器的信号准确跟随线路，并在遇到障碍物时能够自动避开。

4. 实习过程在实习过程中，首先进行了电子元器件的识别和学习，掌握了各种传感器、电机等元器件的工作原理和应用方法。

然后，根据设计思路，进行了硬件电路的搭建和调试，包括单片机、传感器、电机驱动模块等。

最后，进行了软件编程调试，使小车能够实现智能寻迹和避障功能。

三、实习成果与总结通过本次实习，我成功设计和制作了一款智能寻迹小车，掌握了电子元器件的识别、传感器、电机在控制作用下的具体机械构架，以及单片机控制原理等知识。

在实习过程中，我学会了如何将理论知识运用到实际操作中，提高了自己在电子技术、机器人技术等方面的实际操作能力。

巡迹小车实验报告摘要：1.实验背景与目的2.实验设备与材料3.实验步骤与方法4.实验结果与分析5.实验结论与展望正文：一、实验背景与目的随着科技的快速发展，智能小车在物流、仓储等领域的应用越来越广泛。

为了提高小车的路径规划和自主导航能力，研究者们开展了许多实验。

本次实验旨在通过设计一款具有自主寻迹能力的小车，验证其路径跟踪精度和速度，为进一步优化和应用提供参考。

二、实验设备与材料1.小车底盘：采用常见的Arduino 开发板和直流电机驱动，配以车轮组件；2.电子元件：包括Arduino 开发板、电机驱动模块、电池、开关、传感器等；3.软件工具：使用Arduino IDE 编程环境进行程序开发。

三、实验步骤与方法1.搭建小车底盘：根据电路图和设计方案，将电子元件连接到Arduino开发板上，并将电机驱动模块与车轮组件相连；2.编写程序：利用Arduino IDE 编写程序，实现小车的路径跟踪功能；3.测试实验：将小车放置在预设的轨迹上，运行程序，观察小车是否能准确地跟踪轨迹。

四、实验结果与分析实验结果显示，小车能够准确地跟踪预设轨迹，且路径跟踪精度和速度均达到了预期目标。

通过对实验数据的分析，可以得出以下结论：1.小车底盘设计合理，能够满足路径跟踪的需求；2.程序设计有效，实现了小车的自主寻迹功能；3.实验结果表明，小车在实际应用中具有较高的可行性和可靠性。

五、实验结论与展望本次实验成功地设计并实现了一款具有自主寻迹能力的小车。

实验结果表明，小车具备较高的路径跟踪精度和速度，为进一步研究和应用提供了有力支持。

巡迹小车实验报告
【原创版】
目录
1.实验目的
2.实验设备与材料
3.实验步骤
4.实验结果与分析
5.实验结论
正文
一、实验目的
本次实验的主要目的是通过制作和测试巡迹小车，了解并掌握机器人的控制原理及其在实际应用中的表现。

巡迹小车作为一种基础的机器人系统，可用于研究传感器、执行器、控制算法等方面的技术，为后续的机器人开发奠定基础。

二、实验设备与材料
1.巡迹小车套件
2.电脑
3.面包板
4.跳线
5.电子元件（如电阻、电容等）
6.工具（如镊子、钳子等）
7.5V 电源
三、实验步骤
1.准备阶段：检查实验设备是否齐全，将面包板、电子元件等摆放在桌面上，为接下来的焊接工作做好准备。

2.焊接阶段：根据电路图和说明书，将电阻、电容等元件焊接到面包板上，并连接电源、电机等设备。

3.调试阶段：使用电脑上的编程软件对小车进行编程，设置其运动轨迹和速度等参数，并通过串口通信将程序下载到小车。

4.测试阶段：将小车放置在实验平台上，观察其运动轨迹是否正确，调整参数以达到最佳效果。

四、实验结果与分析
经过多次调试和测试，巡迹小车能够准确地按照预定轨迹行驶，运动速度和方向控制准确。

这表明本次实验中，我们成功地掌握了机器人的控制原理，并为后续的机器人研究和开发积累了经验。

五、实验结论
本次巡迹小车实验的成功，证明了我们团队在机器人领域的研究能力。

通过这次实验，我们不仅学会了如何制作和控制巡迹小车，还深入了解了机器人的构造和运行原理。

循迹小车实验报告循迹小车实验报告引言：循迹小车是一种基于光电传感器的智能机器人，能够根据环境中的光线变化来调整行进方向。

本实验旨在通过搭建一个循迹小车模型，探索其原理和应用。

一、实验材料和方法本次实验所需材料包括Arduino开发板、直流电机、光电传感器、电池组等。

首先，我们将Arduino开发板与直流电机、光电传感器等器件进行连接，确保电路正常。

然后，将循迹小车放置在一个光线变化较大的环境中，例如黑白相间的地面。

最后，通过编写程序，使循迹小车能够根据光电传感器的信号来判断行进方向，并实现自动循迹。

二、实验过程和结果在实验过程中，我们首先对光电传感器进行了校准，以确保其能够准确地感知光线的变化。

然后，我们编写了一段简单的程序，使循迹小车能够根据光电传感器的信号来判断行进方向。

当光线较亮时，循迹小车向左转；当光线较暗时，循迹小车向右转。

通过不断调试程序，我们成功实现了循迹小车的自动循迹功能。

在实验过程中，我们还发现了一些有趣的现象。

例如，当循迹小车行进到黑白相间的地面上时，光电传感器能够准确地感知到黑白色块的变化，并根据信号进行相应的调整。

这说明循迹小车的循迹原理基于光线的反射和吸收，具有一定的环境适应性。

三、实验结果分析通过本次实验，我们深入了解了循迹小车的原理和应用。

循迹小车通过光电传感器感知环境中的光线变化，从而判断行进方向，实现自动循迹。

这种智能机器人在工业生产、仓储物流等领域具有广泛的应用前景。

然而，循迹小车也存在一些局限性。

首先，其循迹能力受到环境光线的影响较大，当环境光线较弱或过强时，循迹小车的准确性会受到一定的影响。

其次，循迹小车只能在特定的地面上进行循迹，对于其他类型的地面可能无法正常运行。

因此，在实际应用中，需要根据具体情况进行合理选择和调整。

四、实验总结通过本次实验，我们对循迹小车的原理和应用有了更深入的了解。

循迹小车作为一种基于光电传感器的智能机器人，具有自动循迹的功能，可以在工业生产、仓储物流等领域发挥重要作用。

智能循迹小车实验报告一、实验目的本次实验旨在设计并实现一款能够自主循迹的智能小车，通过传感器检测路径信息，控制小车的运动方向，使其能够沿着预定的轨迹行驶。

通过本次实验，深入了解自动控制、传感器技术和单片机编程等方面的知识，提高实际动手能力和问题解决能力。

二、实验原理1、传感器检测本实验采用红外传感器来检测小车下方的黑线轨迹。

红外传感器由红外发射管和接收管组成，当发射管发出的红外线照射到黑色轨迹时，反射光较弱，接收管接收到的信号较弱；当照射到白色区域时，反射光较强，接收管接收到的信号较强。

通过比较接收管的信号强度，即可判断小车是否偏离轨迹。

2、控制算法根据传感器检测到的轨迹信息，采用 PID 控制算法（比例积分微分控制算法）来计算小车的转向控制量。

PID 算法通过对误差（即小车偏离轨迹的程度）进行比例、积分和微分运算，得到一个合适的控制输出，使小车能够快速、准确地回到轨迹上。

3、电机驱动小车的动力由直流电机提供，通过电机驱动芯片（如 L298N）来控制电机的正反转和转速。

根据控制算法计算出的转向控制量，调整左右电机的转速，实现小车的转向和前进。

三、实验器材1、硬件部分单片机开发板（如 STM32 系列）红外传感器模块直流电机及驱动模块电源模块小车底盘及车轮杜邦线、面包板等2、软件部分Keil 等单片机编程软件串口调试助手四、实验步骤1、硬件搭建将红外传感器模块安装在小车底盘下方，使其能够检测到黑线轨迹。

将直流电机与驱动模块连接，并安装在小车底盘上。

将单片机开发板、传感器模块、驱动模块和电源模块通过杜邦线连接起来，搭建好实验电路。

2、软件编程使用单片机编程软件，编写传感器检测程序、控制算法程序和电机驱动程序。

通过串口调试助手，将编写好的程序下载到单片机开发板中。

3、调试与优化启动小车，观察其在轨迹上的行驶情况。

根据小车的实际行驶情况，调整 PID 控制算法的参数，优化小车的循迹性能。

不断测试和改进，直到小车能够稳定、准确地沿着轨迹行驶。

智能循迹小车设计报告(总17页)一、设计目的本项目旨在设计一款运用机器视觉技术的智能循迹小车，能够自主寻找指定路径并行驶，可用于实现自动化物流等应用场景。

二、设计方案2.1 系统概述本系统基于STM32F103C8T6单片机和PiCamera进行设计。

STM32F103C8T6单片机负责循迹小车的控制和编码器的反馈信息处理，PiCamera则用于实现图像识别和路径规划，两者之间通过串口进行通讯。

2.2 硬件设计2.2.1 循迹模块循迹模块采用红外传感器对黑线进行探测，通过检测黑线与白底的反差判断小车的行驶方向。

本设计采用5个红外传感器，每个传感器分别对应小车行驶时的不同位置，通过对这5个传感器的读取，可以获取小车所在的实际位置和前进方向。

电机驱动模块采用L298N电机驱动模块，通过PWM信号来控制电机的转速和方向。

左右两侧的电机分别接到L298N模块的IN1~IN4引脚，电机转向由模块内部的电路通过PWM 信号控制。

2.2.4 Raspberry PiRaspberry Pi用于图像处理和路径规划。

本设计使用PiCamera进行图像采集，在RPi 上运行OpenCV进行图像处理，识别道路上的黑线，并通过路径规划算法计算出循迹小车当前应该行驶的方向，然后将该方向通过串口传输给STM32单片机进行控制。

本设计的系统结构分为三个层次：传感器驱动层、控制层、应用层。

其中，传感器驱动层实现对循迹小车上的传感器的读取和解析，生成对应的控制指令；控制层对控制指令进行解析和执行，控制小车的运动；应用层实现图像处理和路径规划，将路径信息传输给控制层进行控制。

在应用层，本设计采用基于灰度阈值的图像处理算法，通过寻找图像中的黑色线条，将黑色线条和白色背景分离出来，以便进行路径规划。

路径规划采用最短路径算法，计算出循迹小车当前应该行驶的方向，然后将该方向发送给控制层进行控制。

2.4 可行性分析本设计的硬件设计采用常见的模块化设计，采用Arduino Mega作为基础模块，通过模块之间的串口通信实现对整个系统的控制，扩展性和可维护性良好。

西京学院自动化1002班概要本寻迹小车是以万能板为车架，STC12C5A60S2单片机为控制核心，将各传感器的信号传至单片机分析处理，从而控制L293D电机驱动，控制小车，速度由单片机提供的PWM波控制。

利用红外传感器检测黑线，红外对管来实现循迹功能，利用超声波传感器进行检测避障。

整个系统的电路结构简单，可靠性能高。

根据小车各部分功能，模块化硬件电路，并调试电路。

将调试成功的各个模块逐个地“融合”成整体，再进行软件编程调试，直到完成。

关键词：STC12C5A60S2 直流电机红外对管传感器寻迹小车L293D电机驱动1一、循迹小车的系统的要求和总体方案设计1.1设计要求1.1.1 基本要求利用单片机实验板，并制作一定的外围电路，编写程序设计制作一个智能循迹壁障的小车，具体要求如下：（1）具有启动、停止功能；（2）能够完成前进、后退、左转、右转单独动作和复合动作；（3）能按照规定路线循迹行驶；1.1.2 发挥要求利用超声波或红外等方式实现避障功能1.2智能循迹小车的工作原理我们知道小车的循迹原理是根据实现电位的高低来实现对前进方向的控制的。

在这里我们设定了白色和黑色的通道界面来行驶，而根据我们所学的知识通常采取的方法是红外探测法。

红外探测法，即利用红外线在不同颜色的物体表面具有不同的反射性质的特点，在小车行驶过程中不断地向地面发射红外光，当红外光遇到白色纸质地板时发生漫反射，反射光被装在小车上的接收管接收；如果遇到黑线则红外光被吸收，小车上的接收管接收不到红外光。

单片机就是否收到反射回来的红外光为依据来确定黑线的位置和小车的行走路线。

通过查资料我们知道红外探测器探测距离有限，一般最大不应超过3cm。

1.2.1恒压恒流桥式驱动芯片L293D驱动电机原理本L293D 驱动模块，采用ST 公司原装全新的L293D 芯片，采用SMT工艺稳定性高，采用高质量铝电解电容，使电路稳定工作。

可以直接驱动4路3-16V直流电机，并提供了5V输出接口（输入最低只要6V），可以给5V单片机电路系统供电（低纹波系数）,支持3.3V MCUARM控制，可以方便的控制直流电机速度和方向，也可以控制2相步进电机，5线4相步进电机，是智能小车必备利器。

机器人创新实验智能巡线小车报告一、引言智能巡线小车是一种基于机器视觉和控制系统的机器人，能够在预定的路径上进行准确的行驶。

本报告旨在总结机器人创新实验中智能巡线小车的设计过程、关键技术和性能评估，以及未来的改进方向。

二、设计过程1.硬件设计智能巡线小车的硬件设计包括底盘、传感器和控制模块。

底盘采用高强度材料制作，轮子安装在底盘上，并由直流电机驱动。

传感器主要包括摄像头和红外线传感器，摄像头用于采集路径图像，红外线传感器用于检测小车是否偏离轨道。

控制模块由单片机和驱动电路组成，用于接收传感器数据并控制电机运动。

2.软件设计智能巡线小车的软件设计主要包括路径识别和控制算法。

路径识别算法通过对摄像头采集到的图像进行处理，提取出图像中的路径信息。

控制算法根据传感器数据判断小车是否偏离轨道，并相应调整电机速度和转向角度，使小车保持在预定的路径上。

三、关键技术1.图像处理图像处理是智能巡线小车的核心技术之一、通过对摄像头采集的图像进行二值化、滤波和边缘检测等操作，可以提取出路径信息，并进行路径的识别和跟踪。

2.控制算法控制算法是智能巡线小车的另一项关键技术。

通过对传感器数据进行实时分析和判断，可以实现小车对路径的跟踪和调整。

常用的控制算法包括PID控制和模糊控制等。

四、性能评估为评估智能巡线小车的性能，可以从准确性、稳定性和速度等方面进行考察。

在实际测试中，可以将小车放置在不同形状和颜色的路径上，观察小车能否准确识别路径并保持在上面。

同时，可以通过测量小车的行驶速度和转向精度来评估小车的稳定性和速度。

五、改进方向尽管智能巡线小车在设计上已经取得了一定的成绩，但还存在一些改进的方向。

首先，可以加强图像处理算法，提高路径识别的准确性和鲁棒性。

其次，可以进一步优化控制算法，提高小车对路径的精准度和响应速度。

此外，可以将智能巡线小车与其他机器人技术相结合，如避障、自主导航等，实现更复杂的任务。

六、结论智能巡线小车是一种基于机器视觉和控制系统的机器人，能够在预定的路径上进行准确的行驶。

可编辑修改精选全文完整版创新制作循迹小车制作报告班级：学号：姓名：一、设计方案路面检测模块电路检测路面信息，区分黑色与白面，并形成相对应的高电平与低电平提供给单片机；单片机对路面循迹模块提供的高低电平进行分析，并形成相应的对策（直行、左转、右转和停止等），并将其转化成对应的电压输出给电机驱动模块；电机驱动模块根据单片机提供的电压信号驱动对应的电机，得到与对策相同的执行动作；电源模块电路为三个模块提供所需要的电。

电路框图如下图所示：电路框图二、路面检测模块工作原理一对光电开光的发射管不停的发射红外光，经过路面发射回来的被接受管接收到。

因为白色路面和黑线对光的反射不同，所以正对白色路面的光电对管的接收管接收到更多的红外光，而正对黑线的光电对管的接收管收到较少的红外光。

经过光电开关的接收电路将接收到红外光的多少转化为正相关的电流大小，并进一步转化成接收电路的输出电压（A点电压）的较小值和较大值。

输出电压的较小值和较大值进一步与一个居中的基准电压分别进行比较，对应比较器的输出端（C点）分别为高电平还是低电平，并进一步输出给单片机，同时对应指示发光管的不亮与亮。

路面循迹模块电路如下图所示：D1路面循迹模块电路三、单片机最小系统单片机最小系统包括了时钟电路和复位电路。

时钟电路为单片机工作提供基本时钟，复位电路用于将单片机内部各电路的状态恢复到初始值。

单片机是一个复杂的同步时序电路，为了保证同步工作方式的实现，电路应在唯一的时钟信号下严格地按时序进行工作。

时钟电路用于产生单片机工作所需要的时钟信号。

时钟信号的产生是在MCS-51系列单片机内部有一个高增益反相放大器，其输入端引脚为XTAL1，其输出端引脚为XTAL2。

只要在XTAL1和XTAL2之间跨接晶体振荡器和微调电容，就可以构成一个稳定的自己振荡器。

复位电路由一个按键、电解电容和电阻组成，它是使CPU 和系统中的其他功能部件都恢复到一个确定的初始状态，并从这个状态开始工作。

智能循迹小车（推荐阅读）第一篇：智能循迹小车专业创新实践实训报告课题名称成员院系专业指导教师智能循迹小车*** 航空工程学院电子信息科学与技术专业***2016年5月28日目录实训任务与内容..............................................................1 1.1实训任务...................................................................1 1.2 实训内容..................................................................1 2 模块设计....................................................................2 2.1 电路模块设计..............................................................2 2.1.1 硬件电路设计............................................................2 2.1.2 软件程序设计............................................................3 2.2 电机驱动模块设计..........................................................5 2.2 电源模块的设计............................................................6 2.3 传感器模块的设计..........................................................6 3 测试结果....................................................................7 4 心得体会....................................................................8 附录1电路原理图的总图........................................................9 附录 2 源程序.. (10)实训任务与内容 1.1实训任务1)熟悉51单片机集成开发环境，运用C语言编写工程文件；2)熟练应用所选用单片机的内部结构、资源、以及软硬件调试的设备的基本方法；3)自行构建基于单片机的最小系统，完成相关硬件电路的设计实现； 1.2 实训内容基于AT89C52单片机的智能小车的设计与实现，小车完成的主要功能是能够自主识别黑色引导线并根据黑线的走向实现快速稳定的循线行驶。

智能循迹小车报告.doc一、前言智能循迹小车是一款基于机器人技术的智能装备，主要实现对机器人的智能控制和追踪操作，适用于各种场景中的巡航及运输。

智能循迹小车在各类工业现场、家庭生活中得到广泛应用。

本报告将对智能循迹小车的相关技术、应用及未来发展进行分析与总结。

二、技术原理智能循迹小车的核心技术是基于计算机视觉和机器人导航领域中的视觉跟踪技术，实现对目标的追踪和路径规划。

该技术主要包括如下步骤：1. 传感器采集数据：智能循迹小车配备了多种传感器，如激光雷达、摄像头、红外线传感器等，用于采集目标物体的信息；2. 数据处理：接收传感器采集的数据后，智能循迹小车通过算法处理，将数据转化成可供计算机识别的数字信号；3. 目标检测：将数字信号传入计算机，通过人工智能、机器学习等技术实现对目标的识别、分类和跟踪；4. 路径规划：根据目标的位置和运动轨迹，智能循迹小车通过算法实现路径规划和自主导航，避开障碍物，寻找最短路径；5. 控制执行：根据路径规划生成的控制信号，智能循迹小车对轮子和电机执行精确的控制，实现移动和自动导航。

三、应用现状智能循迹小车在生产、物流、安防、家庭生活等众多领域得到广泛应用，以下列举几种应用场景。

1. 工业自动化：在工业生产自动化方面，智能循迹小车可以用于运输原材料和成品、仓库货物的自动化管理、装配线物料转移等。

机器人可以根据目标位置和运动方向，自动运行到指定位置，精准地完成操作任务。

2. 物流配送：智能循迹小车可以用于大型物流中心的快递配送、医院内的物资搬运等场景。

机器人通过自主路径规划和导航，可以自动避开障碍物，并将货物准确地送到目的地，提高了生产效率和准确性。

3. 家庭服务：智能循迹小车还可应用于家庭服务领域，如智能扫地机器人、智能花盆机器人等。

机器人自动巡航，清洁地面，喷水浇花，实现人机交互。

4. 安防监控：在安防监控领域，智能循迹小车可以应用于产品物流追踪、边境巡逻等领域。

机器人对区域进行自动巡航，通过多种传感器检测目标，将异常情况反馈给监控中心，实现精确的实时监控。

摘要：本智能识别小车以STC89C52单片机为控制芯片，以直流电机，光电传感器，超声波传感器，电源电路以及其他电路构成。

系统由STC89C52通过IO口，通过红外传感器检测黑线，利用单片机输出PWM脉冲控制直流电机的转速和转向，循迹由TCRT5000型光电对管完成。

一、系统设计1、小车循迹，避障原理这里的循进是指小车在白色地板上寻黑线行走，通常采取的方法是红外探测法。

红外探测法，即利用红外a在不同颜色的物体表面具有不同的反射性质的特点，在小车行驶过程中不断地向地面发射红外光，当红外光遇到白色地板时，发生漫反射反射光被装在小车上的按收管按收；如果遇到黑线则红外光被吸收，小车上的接收管接收不到红外光，单片机就是否收到反射回来的红外光为依据来确定黑线的位置和小车的行走路线。

红外探测器探测距离有限一殷最大不应超过3cm。

而避障则是通过超声波模块不断向前方发射超声波信号，通过接收反射回来的超声波信号，从而实现的避障。

当前方有障碍物时，超声波会向单片机串口发送一串数字，这些数字就是当前小车距离障碍物得距离。

当串口接收到信号时，会引发串口中断，单片机通过读取距离值，并且对此数值进行分析是不是距离小车很近，是的话就进行转向；否则继续循迹。

当小车遇到第一个障碍后，就计数一次，这样当遇到第二个障碍物时，小车就可以以不同的形式躲避障碍物了。

2、选用方案（1）：采用成品的小车地盘，通过改装来完成任务；（2）：采用STC89C52单片机作为主控制器；（3）：采用7V电源经7805稳压芯片降压后为其他芯片及器件供电。

（4）：采用TCRT5000型红外传感器进行循迹；（5）：L298N作为直流电机的驱动芯片；（6）：通过对L298N使能端输入PWM来控制电机转速和转向；3、系统机构框图如下所示：超声波模块主控制芯片STC89C52红外传感器直流电机L298N稳压电源模块电压比较器二、硬件实现及单元电路设计与分析1、微控制模块设计与分析微控制器模块我们采用STC89C52。