智能小车的设计
智能小车作为现代的新发明，是以后的发展方向，它可以按照预先设定的模式在一个环境里自动的运作，不需要人为的管理，可应用于科学勘探、危险作业等等的用途。因此研究和开发智能小车控制系统具有十分重要的意义。
本设计是以中国机器人大赛暨RoboCup公开赛“机器人旅游”项目为背景，采用STM32F103ZET6作为主控芯片，设计制作了一款人型智能循迹小车。本文采用总分的形式展开的，首先从整体设计上对小车做个简单的概述，再分别从小车的硬件结构和软件设计进行了详细的描述。
关键词：STM32F103ZET6；智能循迹小车；传感器；电机驱动；舵机
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Abstract
Smart car as a modern new invention is the future direction of development, in an environment where it can operate automatically at preset mode, without human management can be applied to the use of science exploration, dangerous jobs, etc.. Therefore, the research and development of intelligent car control system has great significance.
The design is based on China Robot Competition and RoboCup Open \project as the background, using STM32F103ZET6 as the master chip, designed and
manufactured a person intelligent tracking car. This paper takes the form of expanded score, first from the overall design of the car to be a simple overview, and then were small cars hardware architecture and software design are described in detail.
Car from the chassis and humanoid upper body composition, using a complete two half-bridge driver IC + low resistance N-channel MOSFET drive motor constructed role in grayscale sensors, infrared sensors and touch switch feedback signal Next, the car can achieve forward, backward, turn left, turn right, and other basic functions, you can
self-identify placement of barricades, find the best route and arrive at the voice broadcast attractions; humanoid upper body constituted by the eight servos, Each joint can move freely, but also for the future practice tasks possible. Sensors will be collected signal to the microcontroller for processing, and then issued by the main control system corresponding control signal to the motor driver to control the car to achieve self-recognition in a predetermined path venues, independent travel, attractions and self-touching language broadcaster, finalize the \
Key Words:STM32F103ZET6;intelligent car;sensor;motor drive ;servos
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第1章 绪论
1.1 课题背景及意义
1.1.1 背景
智能车辆作为智能交通系统的关键技术，是众多高新技术综合集成的载体，是一种通用性的术语，指全部或部分完成一项或多项驾驶任务的综合车辆技术。广义上讲，智能车辆属于户外移动智能机器人的一种。当车辆平台通过机器视觉或控制车辆的纵向或横向运动避开风险时，可认为该车辆具有智能性。
20世纪后半叶以来，浓缩着人类文明的汽车工业得到了迅速发展。作为现代主要交通工具的汽车，以其特有的优越性为现代社会的发展和人类生活条件的改善做出了巨大贡献，其发展速度越来越快。一方面表现在产量不断增加，汽车制作业已成为全球一个重要的产业；另一方面还表现在汽车设计和制造技术不断提高，成为一个技术水平越来越高的技术密集型和资金密集型相结合的产业。随着车辆的普及和保有量的日益增加，不可避免地带来了交通事故、交通拥挤、环境污染、能源浪费等诸多问题。无论是发展中国家进行的汽车化过程，还是目前发达国家面临的汽车化发展，提高车辆安全性能、减少道路交通事故一直是人们普遍关注的社会问题和科学技术进步所面临的重要课题之一。 1.1.2 研究意义
随着计算机和控制技术的发展，智能移动平台在军事、民用和科学研究等诸多方面得到了广泛的应用，工作环境也从单纯的室内环境变成了各种复杂环境，包括地面、水下、空中甚至外太空等。在军事上，智能机器人可以代替人类在危险场所(如战场、化学污染和核污染场所、北极等)按照设计者的意图自动行驶至目的地，并代替人类完成侦察、排雷等军事任务。在民用方面，不仅可以作为自动或辅助驾驶系统以减少交通事故，还可以作为智能轮椅帮助残疾人士。在科学研究方面，智能机器人还可以代替人在高危环境甚至外星上从事探索和勘探工作。
随着经济的发展和社会的进步，道路的通行能力、交通的安全性、能源的损耗、环境的污染等问题越来越突出。利用现代计算机及信息技术来提高道路交通的安全和效率已成为国内外研究的热点。20世纪80年代以后开展起来的关于智能交通系统(ITS)的研究，被认为是解决各种交通问题的一个很好的途径。智能车辆作为ITS发展的重要组成部分，其中的先进车辆控制系统AVCS、自动高速公路系统AHS、先进的驾驶员信息系统ADIS、都是紧紧围绕智能车辆进行的，它的成功与否对整个系统有着很大的作用。
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基于STM32的智能小车的设计
随着人类社会信息化、智能化的不断进步，智能车辆应用领域日益扩大，已经成为衡量一个国家社会文明和科技进步的重要标志之一。作为一个新型的交叉学科领域，智能车辆的研究涉及图像实时处理、模式识别、人工智能、传感器技术、卫星导航等多个学科的理论与技术，集成了信息科学与人工智能技术的最新成果，具有广泛的学科发展和理论价值，是国家科研水平综合实力的集中体现，其研究成果必将促进相关学科的迅猛发展。
智能车辆的研究最终必将促进各行业的繁荣兴旺，带动整个国民经济的发展，改善产业结构，促进整个国家的信息化水平。智能车辆作为ITS的重要组成部分和未来世界汽车技术研究发展的方向，虽然近期内完全无人驾驶的智能车辆实用化条件尚不成熟，但是对其进行前瞻性探讨和基础性研究，可以作为重要的技术储备，有利于抢占未来技术的制高点，具有极其重要的战略地位和研究价值，其研究工作仍然显得十分必要和迫切。
1.2 课题研究现状
1.2.1 国内研究现状
我国智能车辆的研究始于20世纪80年代末。当时国家的863计划自动化领域智能机器人主题确定立项进行遥控驾驶的智能移动平台的研制；几乎同时国家部委也在规划“八五”预研项目中的地面智能机器人技术研究，并确定研制成功的我国第一辆样车ATB-1(Autonmous Test Bed-1)。该车由国内多所重点大学联合研制，在1996年演示中，其自主行驶的最高速度为74.5km/h，正常行驶速度为30.6km/h，越野环境下白天行驶的最高速度为24km/h，夜间行驶最高速度为15km/h。目前，开展这方面研究工作的单位主要包括一些大学和科研机构，如国防科技大学、清华大学、吉林大学、西安交通大学、重庆大学等。近几年来，具有代表性的典型系统包括：由国内多家大学参与的“十五”期间的第三代自主地面车辆ATB-3；国防科技大学研制的新一代地面无人驾驶车辆CITAVT-IV及其与中国一汽合作研制的“红旗”自主轿车；清华大学研制的THMR-V型智能车辆；吉林大学的Cybercar智能车辆；重庆大学的CQAC-I型智能车辆等。这一时期国内研究工作的主要方向是智能车辆的应用环境由简单场景向非结构化、复杂场景的转变，以及全天候条件下的实用化技术，基于多源信息融合的系统鲁棒性研究等。 1.2.2 国外研究现状
智能车辆(Intelligent Vehicle,IV)技术的研究，可以追溯到20世纪50年代初，美国Electronics公司研究开发出的世界上第一台自动引导车辆(Automated Guided Vehicle,AGV)，从严格意义上说，这是一台移动机器人。从50年代后半期到60年代前
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半期，以美国为首，德国、英国以及日本等国家就展开对自动驾驶和车辆导航技术的研究。时至今日，世界各国对智能车辆技术的研究开发表现出空前的热情，为此投入了大量的人力、物力，智能车辆技术也相继取得了突破性进展，如德国的VaMoRs-P车辆系统、美国的NavLab系统、意大利的ARGo系统等。
经过几十年的发展，智能车辆系统已经积累了相当丰富的成果。比如，三菱ASV多孔系统。该系统传感器包括：CCD摄像机、激光雷达、无源光束传感器等。德国大众公司的智能车将雷达、计算机视觉、激光扫描器集成到一个系统中，利用传感器之间数据互补和冗余得到可靠稳定的车辆行驶所需的信息。另外，还有德国慕尼黑联邦大学、意大利帕尔马大学、韩国大学等等都在积极从事智能车辆的研究工作，并已经有巨大的成果。
1.3 本文研究内容
本设计在参阅了大量有关智能小车设计资料的基础上，以STM32F103ZET6单片机为控制核心，结合灰度传感器、红外避障传感器及碰撞开关传感器设计了一辆自主识别路径，自主避障的智能小车。由事先人为写好的决策，下载到控制器中，小车在场地上能够智能化的实现前进、后退、停止、避障、不同角度的拐弯、自主循迹、可变速行驶、准确定位停车等功能。
本文主要分为以下几章：
第一章绪论主要介绍了本课题的背景和意义、国内外研究现状等相关情况。 第二章介绍了语音合成软件Voice Reader、WT588D语音模块编程软件、本设计的主要编程软件RVMDK3.80以及一键下载软件mcuisp。
第三章对智能小车的整体硬件结构和软件设计流程进行说明。 第四章对本系统硬件设计部分进行详细说明。 第五章对本系统软件设计部分进行详细说明。
第六章介绍了调试系统的方法，对遇到的问题及解决方案进行说明。 最后对全文进行总结，并对本研究领域的前景进行展望。
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