智能循迹避障小车的设计
赵 春，郭秀珍
【摘 要】智能循迹避障小车是一种基于Arduino新型集成开发环境的超声波、红外避障循迹为原理。以Arduino单片机为控制核心，以蝙蝠超声波测距的原理，利用超声波传感器，检测小车前方障碍物的距离，把数据传送给单片机。本设计还利用红外对管检测地面黑线进行循迹行驶，以及红外避障的功能。在硬件设计方面，以Arduino单片机为控制核心，超声波传感器检测前方障碍物，从而实现自动避障，和红外对管检测黑线的功能。 【期刊名称】内蒙古科技与经济 【年(卷),期】2018(000)024 【总页数】2
【关键词】Arduino单片机；超声波传感器；循迹避障
智能化机器人的不断发展，使得人们的生活方式也得到了不断的改善。人们在不断探讨、改造、认识自然的过程中，制造能替代人劳动的机器一直是人类的梦想。一个拥有感知环境、规划决策，自动驾驶等功能的综合系统，构成了今天的智能车。它集中地运用了计算机、传感、信息、通信、导航及白动控制等技术，是典型的高新技术综合体。
智能小车是移动式机器人的重要组成部分，小车采用Arduino UNO R3控制板，通过实时检测各个模块传感器的输入信号从而做出相应的反应，利用红外对管检测黑线实现寻迹和避障功能，通过超声波传感器实现全方位避障，能够准确测出障碍物距离、障碍物大小从而选择最佳避障路径。根据内置的程序分别控制小车前后左右4个直流电机运转，能较有效的控制其在碰上障碍物时转弯角
度及寻迹行驶。本设计还加入了蓝牙模块，WIFI模块+高清摄像头+双自由度转向云台等，可以通过智能手机APP实现遥控监控功能。
1 技术要求
通过利用Arduino控制系统对Arduino UNO R3控制板进行程序编辑实现以下功能：①通过红外对管检测黑线实现循迹和避障功能。②通过超声波摇头舵机传感器实现全方位避障。③通过红外遥控实现小车的行驶。④增加蓝牙模块可以实现用手机控制小车行驶。⑤通过WIFI模块可以实现WIFI视频传输功能。⑥通过二维舵机云台，可以控制摄像头上下左右转动，全方位控制摄像头角度。
2 实验研究
2.1 智能小车硬件设计
①电源模块设计； ②单片机系统设计； ③红外循迹避障模块设计； ④超声波舵机转向模块设计； ⑤四轮电机驱动模块设计； ⑥WIFI摄像头及蓝牙控制器的安装及设计。 2.2 智能小车软件设计
通过Arduino单片机编程小车实现：①红外遥控小车前进、后退、转向、停止； ②红外对管检测黑线实现循迹和避障； ③超声波避障； ④蓝牙、WIFI视频传输功能。
3 实验步骤
3.1 智能小车硬件安装与调试
智能小车底板的安装以及轮胎+Arduino主板的安装+电池盒的安装+小车避障的安装+功能循迹传感器的安装+超声波舵机云台的安装+小车电压表的安装+上底板与下底板固定。
3.2 智能小车控制板编程
3.2.1 控制板。①主控芯片：ATmega328P； ②工作电压：DC5V； ③输入电压：DC-12V； ④数字I/O引脚：14个； ⑤AD输入引脚：6个； ⑥内存：32KB。
3.2.2 转接板。 转接板用于安装在控制板的上方与各模块连接，进行数据交换。 3.2.3 安装Arduino开发软件arduino-1.7.8.org-windows。 3.2.4 编辑及烧录程序。 程序一：智能小车前进程序
int Left_motor=8； //左电机(IN3)
int Left_motor_pwm=9； //左电机PWM调速 int Right_motor_pwm=10； // 右电机PWM调速 int Right_motor=11； // 右电机后退(IN1) void setup() {
//初始化电机驱动IO为输出方式
pinMode(Left_motor，OUTPUT)； // PIN 8 8脚无PWM功能 pinMode(Left_motor_pwm，OUTPUT)； // PIN 9 (PWM) pinMode(Right_motor_pwm，OUTPUT)；// PIN 10 (PWM) pinMode(Right_motor，OUTPUT)；// PIN 11 (PWM) }
void run(int time) // 前进
智能循迹避障小车的设计
