智能化的論文參考
一、選題的背景與意義
智能化作為現代社會(huì )的新產(chǎn)物,是以后的發(fā)展方向,他可以按照預先設定的模式在一個(gè)特定的環(huán)境里自動(dòng)的運作,無(wú)需人為管理,便可以完成預期所要達到的或是更高的目標。同遙控小車(chē)不同,遙控小車(chē)需要人為控制轉向、啟停和進(jìn)退,比較先進(jìn)的遙控車(chē)還能控制其速度,而智能小車(chē),則可以通過(guò)計算機編程來(lái)實(shí)現其對行駛方向、啟停以及速度的控制,無(wú)需人工干預,是一個(gè)集環(huán)境感知、規劃決策,自動(dòng)行駛等功能于一體的綜合系統,它集中地運用了計算機、傳感、信息、通信、導航、人工智能及自動(dòng)控制等技術(shù),是典型的.高新技術(shù)綜合體。
國外智能車(chē)輛的研究歷史較長(cháng),始于上世紀50年代。它的發(fā)展歷程大體可以分成三個(gè)階段:
第一階段 20世紀50年代是智能車(chē)輛研究的初始階段。1954年美國B(niǎo)arrett Electronics 公司研究開(kāi)發(fā)了世界上第一臺自主引導車(chē)系統AGVS(Automated Guided Vehicle System)。
第二階段 從80年代中后期開(kāi)始,世界主要發(fā)達國家對智能車(chē)輛開(kāi)展了卓有成效的研究。在歐洲,普羅米修斯項目開(kāi)始在這個(gè)領(lǐng)域的探索。在美洲,美國成立了國家自動(dòng)高速公路系統聯(lián)盟(NAHSC)。在亞洲,日本成立了高速公路先進(jìn)巡航/輔助駕駛研究會(huì )。
第三階段 從90年代開(kāi)始,智能車(chē)輛進(jìn)入了深入、系統、大規模研究階段。最為突出的是,美國卡內基.梅隆大學(xué)(Carnegie Mellon University)機器人研究所一共完成了Navlab系列的10臺自主車(chē)(Navlab1—Navlab10)的研究,取得了顯著(zhù)的成就。
相比于國外,我國開(kāi)展智能車(chē)輛技術(shù)方面的研究起步較晚,開(kāi)始于20世紀80年代。而且大多數研究處在于針對某個(gè)單項技術(shù)研究的階段。雖然我國在智能車(chē)輛技術(shù)方面的研究總體上落后于發(fā)達國家,并且存在一定得技術(shù)差距,但是我們也取得了一系列的成果,主要有:
。1)中國第一汽車(chē)集團公司和國防科技大學(xué)機電工程與自動(dòng)化學(xué)院與2003年研制成功我國第一輛自主駕駛轎車(chē)。
。2)南京理工大學(xué)、北京理工大學(xué)、浙江大學(xué)、國防科技大學(xué)、清華大學(xué)等多所院校聯(lián)合研制了7B.8軍用室外自主車(chē),該車(chē)裝有彩色攝像機、激光雷達、陀螺慣導定位等傳感器。
可以預計,我國飛速發(fā)展的經(jīng)濟實(shí)力將為智能車(chē)輛的研究提供一個(gè)更加廣闊的前景。因此,對智能小車(chē)進(jìn)行深入細致的研究,不但能加深課堂上學(xué)到的理論知識,更能將理論轉化為實(shí)際運用,為將來(lái)打下堅實(shí)的基礎。
二、研究的基本內容與擬解決的主要問(wèn)題
本課題主要開(kāi)發(fā)一個(gè)能自動(dòng)循跡,自動(dòng)避障,自動(dòng)避懸崖,超聲波測距和紅外遙控的智能小車(chē)控制系統。設計主要以簡(jiǎn)易智能機器人為開(kāi)發(fā)平臺,選擇通用、價(jià)廉的STC89C51單片機為控制平臺,選擇常見(jiàn)的電機模型車(chē)為機械平臺,通過(guò)細化設計要求,結合傳感器技術(shù)和電機控制技術(shù)相關(guān)知識實(shí)現小車(chē)的各種功能。設計完成以由紅外線(xiàn)對管的自動(dòng)尋跡、紅外線(xiàn)自動(dòng)避障避懸崖、超聲波測距、紅外線(xiàn)遙控組成的硬件模塊結合軟件設計組成多功能智能小車(chē),共同實(shí)現小車(chē)的前進(jìn)倒退、轉向行駛,自動(dòng)根據地面黑線(xiàn)尋跡導航,檢測障礙物或懸崖后停止,紅外人工遙控等功能,實(shí)現智能控制,達到設計目標。
本設計以?xún)芍绷麟妱?dòng)機為主驅動(dòng),通過(guò)各類(lèi)傳感器件來(lái)采集各類(lèi)信息,送入主控單元STC89C51單片機處理數據后完成相應動(dòng)作,以達到自身控制。電機驅動(dòng)電路采用H橋驅動(dòng)模塊--雙L298步進(jìn)/直流電機驅動(dòng)板 ,能同時(shí)驅動(dòng)4個(gè)直流電機和2個(gè)步進(jìn)電機[3];避障和避懸崖采用紅外光電開(kāi)關(guān)來(lái)完成,自動(dòng)尋跡采用紅外發(fā)射管和接收管光電對管尋跡傳感器完成,超聲波測距采用超聲波發(fā)射器和接收器經(jīng)鎖相環(huán)電路檢波完成,最后由控制單元處理數據后通過(guò)編程有序合理的將各模塊信號整合在一起并完成相應動(dòng)作,實(shí)現了智能控制,相當于簡(jiǎn)易機器人。
根據設計的作品要達到的效果,本系統以STC89C51為核心控制器,主要由電源模塊、電機驅動(dòng)模塊、尋跡模塊、避障模塊、避懸崖模塊、超聲波測距模塊、紅外線(xiàn)遙控模塊、磁鋼探測模塊和探測金屬模塊構成。
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