自循迹智能小车是智能行走机器人的一种,这种智能小车可以适应不同环境,不受温度、湿度、空间、磁场辐射、重力等条件的影响,在人类无法进入或生存的环境中完成人类无法完成的探测任务,适用于国防及民用等多个领域。本课题是自循迹智能小车控制系统的设计与实现,智能小车的设计涉及到传感器技术,电路设计,程序设计,控制理论等多方面知识,是一项综合设计。设计目标是让智能小车能在弯曲不平的道路上自主循迹运行,不偏离道路,主要内容包括自循迹智能小车的硬件设计、软件及核心智能控制算法设计。首先介绍了智能小车控制系统的硬件结构设计开发。小车的核心硬件平台采用的是可靠性高,抗干扰能力强,工作频率较高,系统实时性较好的16位单片机HCS12XS128微控制器作为控制核心。硬件模块包括电源模块,传感器模块,增量式速度检测模块,电机舵机驱动模块,键盘及无线调试模块,MCU最小系统模块等的电路,分别实现不同的输入信号和输出执行等功能。本硬件部分构成小车的实体。其次,自循迹智能小车的软件平台为Code Warrior For Freescale开发环境。软件系统包含系统初始化程序、激光管扫描策略程序、键盘与显示程序等,其功能主要用于实现软件系统基本的输入输出与配置,并通过开机自检程序来预防个别硬件的失效。本文使用数字PID速度控制方案、一次曲线圆滑打角的弯道控制策略来实现智能自循迹控制算法。车前部安装的激光传感器负责采集道路信号,作为小车的导航依据。激光传感器识别黑色引导线,速度传感器检测当前的速度,微控制器读取传感器当前状态,从而控制相应的电路,进而控制小车行进的速度和角度,从而实现小车在实验环境自动循迹行驶的功能。在本课题中,系统硬件和软件都采用了模块化结构,整个系统的电路结构简单,可靠性能高,并可按需求增加或删除功能。在实际的调试过程中,智能小车能自适应直道、弯道、交叉线、虚线等各种复杂的路况,并智能控制车速,实际的行进的平均速度达到1.7m/s以上,达到自循迹智能小车设计的目标和要求。