超聲波避障小車 課程設計說明書（論文）
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開題報告
1 立項依據(jù)
1.1 立項目的
（1）設計一輛利用超聲波傳感器來實現(xiàn)避障功能的小車，使小車對其運動方向受到的阻礙作出各種躲避障礙的動作。
（2）進一步學習單片機原理及其應用，了解超聲波傳感器的工作原理。
1.2 立項意義
在科學探索及緊急搶險中經(jīng)常要對一些危險或人類不能直接到達的地域進行探測，這就需要用機器人來完成。而機器人在復雜地形行進時自動避障是一項必不可少也是最基本的功能。因此，自動避障系統(tǒng)的研發(fā)也就應運而生。
自動避障小車就是基于這一系統(tǒng)開發(fā)而成的。隨著科技的發(fā)展，對于未知空間和人類所不能直接到達的地域的探索逐步成為熱門，這就使機器人自動避障功能的研發(fā)有了重大意義。
通過對自動避障小車的設計，我們可以將其運用于自動避障小車，以作為地域探索機器人和緊急搶險機器人的運動系統(tǒng)，讓機器人在行進中自動避過障礙物。
1.3 設計要求
（1）在車前方?jīng)]有障礙物時，小車沿直線向前走。
（2）在車前方有障礙物時，小車能避開障礙物，避障方法如下：
①先向左邊轉90度，如果前面沒有障礙物，再沿直線向前走；
②如果前面仍有障礙物，則向右轉180度，如果前面沒有障礙物，則直線行走；
③如果前面仍有障礙物，則向右90度，然后直線行走
2 課題設計
2.1 設計原理
該智能車系統(tǒng)可分為四個主要模塊：傳感器避障模塊，單片機主控核心模塊，電機驅動模塊，USB下載模塊。鑒于電機驅動模塊、USB下載模塊已經(jīng)由實驗室直接提供了，我們對于傳感器避障模塊和單片機主控核心模塊進行了討論。
（1）傳感器避障模塊。智能車避障系統(tǒng)中的傳感器一般分為接觸型和非接觸型兩種，接觸型相對比較簡單。這里我們使用了超聲波傳感器進行測量，也即非接觸型傳感器。
超聲波是一種振動頻率高于聲波的機械波，由換能晶片在電壓的激勵下發(fā)生震動產(chǎn)生的，在碰到雜質(zhì)獲分界面會產(chǎn)生顯著反射從而形成反射回波，超聲波傳感器就是根據(jù)超聲波在障礙物界面上的反射來判斷檢測物體的存在以及距離的。超聲波頻率高，波長短，繞射現(xiàn)象小，方向性好，再加上信息處理簡單且價格低廉，所以這里我們使用28015-PING-v1.6超聲波傳感器對小車行進前方路況進行探測以及判斷，它能實現(xiàn)從3cm到1.8m距離的測量，從而識別出范圍內(nèi)的障礙物。我們將其作為傳感器避障模塊，利用其返回的數(shù)據(jù)，從而實現(xiàn)小車避障的功能。
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