智能自動(dòng)泊車系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案-

1、摘 要：一個(gè)有效的智能泊車系統(tǒng)，不僅能掛念駕駛者快速、安全地完成泊車操作，從而減輕駕駛員負(fù)擔(dān)，削減交通事故，而且能夠有效提高汽車的智能化程度，增加汽車的附加值， 從而帶來巨大的經(jīng)濟(jì)效益。使用 AT89C52 單片機(jī)作為小車的主把握器，在該把握器基礎(chǔ)上， 添加了光電避障電路、測(cè)速電路、光源引導(dǎo)電路和電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路，從而實(shí)現(xiàn)了智能泊車系統(tǒng) 設(shè)計(jì)。該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)潔、成本低，并在試驗(yàn)室中取得了預(yù)期的效果，能夠使小車進(jìn)入指定的 停車位。引 言隨著我國(guó)汽車數(shù)量逐年急劇增多，泊車位、停車場(chǎng)的數(shù)量卻跟不上其增長(zhǎng)的步伐，越來 越多的人為如何泊車而發(fā)愁。日益擁擠的泊車環(huán)境要求人們對(duì)汽車的泊車技術(shù)更加地嫻熟， 這就更加

2、重了人們工作之外的緊急心情，降低了人們的生活質(zhì)量。因此，如何解決泊車過程 中的不便利，消退安全隱患，快速、精確、行車記錄儀 HYPERLINK /%E5%AE%89%E5%85%A8%E5%9C%B0 /安全地將汽車?？康胶线m的位置，漸漸引起了人們的關(guān)注。系統(tǒng)的工作原理及功能智能泊車系統(tǒng)可分為把握部分和信號(hào)檢測(cè)部分。其中信號(hào)檢測(cè)部分包括障礙物檢測(cè)模塊，光源檢測(cè)模塊和速度檢測(cè)模塊；把握部分包括把握器模塊，電機(jī)把握模塊。智能泊車系統(tǒng)基本模塊方框圖如圖1 所示。圖 1 智能泊車系統(tǒng)基本框圖系統(tǒng)工作原理如下：在小車啟動(dòng)之后，通過霍爾傳感器A44E 進(jìn)行小車的速度檢測(cè)， 對(duì)小車進(jìn)行智能限速，小車行進(jìn)過程

3、中通過紅外光電傳感器避障，車庫系統(tǒng)發(fā)送光源指示信號(hào)，光敏三極管接收車庫指示信息，使小車到達(dá)指定車庫后，停車。單片機(jī)最小系統(tǒng)設(shè)計(jì)AT89C52 是 51 系列單片機(jī)的一種，是一個(gè)低功耗，高性能，CMOS 8 位單片機(jī)，片內(nèi)含8KB 的可反復(fù)擦寫的FLASH 只讀程序存儲(chǔ)器和256B 的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（RAM），由 ATMEL 公司接受高密度、非易失性存儲(chǔ)技術(shù)生產(chǎn)，兼容標(biāo)準(zhǔn)MCS-51 指令系統(tǒng)，片內(nèi)置通用 8 位中心處理器和 FLASH 存儲(chǔ)單元，片內(nèi)有 ROM/EPROM,因此，這種芯片構(gòu)成的最小系統(tǒng)簡(jiǎn)潔牢靠，只要將單片機(jī)接上時(shí)鐘電路和復(fù)位電路即可。避障電路設(shè)計(jì)紅外光電式傳感器具有非接觸、

4、響應(yīng)快、性能牢靠、體積小、安裝輕松等諸多特點(diǎn)，因此在工業(yè)自動(dòng)扮裝置和智能小車中獲得廣泛應(yīng)用。本設(shè)計(jì)中接受的光電避障傳感器是HS0038B.紅外光電接收電路工作原理為：當(dāng)接收到載波頻率為38kHz 的脈沖調(diào)制信號(hào)時(shí)，首先，HS0038B 內(nèi)的紅外敏感元件將脈沖調(diào)制紅外光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，再由前置放大器和自動(dòng)增益把握電路進(jìn)行放大處理，然后通過帶通濾波器進(jìn)行濾波，濾波后的信號(hào)由解調(diào)電路進(jìn)行解調(diào)，最終由輸出電路進(jìn)行反向放大并輸出低電平；未接收到載波信號(hào)時(shí)，電路則輸出高電平。紅外放射電路由 555 定時(shí)電路產(chǎn)生方波，對(duì)紅外放射管進(jìn)行調(diào)制。A44E 測(cè)速電路設(shè)計(jì)霍爾傳感器 A44E 在測(cè)速系統(tǒng)中的主要作用

5、是車輪轉(zhuǎn)速采集。車輪每轉(zhuǎn)一周，磁鐵經(jīng)過 A44E 一次，A44E 的第 3 腳就輸出一個(gè)脈沖信號(hào)，脈沖信號(hào)的周期與電機(jī)的轉(zhuǎn)速有下列關(guān)系：式中：n 為電機(jī)轉(zhuǎn)速；P 為電機(jī)轉(zhuǎn)一圈的脈沖數(shù)；T 為輸出方波信號(hào)的周期。脈沖信號(hào)作為單片機(jī) AT89C52 的外中斷信號(hào)，從 P3.2 口輸入。電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)動(dòng)作執(zhí)行單元為驅(qū)動(dòng)小車左右輪的兩個(gè)減速直流電機(jī)，把握它們的轉(zhuǎn)速，車載電子 HYPERLINK /%E5%B0%B1%E6%8E%A7%E5%88%B6%E4%BA%86%E5%B0%8F%E8%BD%A6%E7%9A%84%E8%BF%90%E5%8A%A8%E7%8A%B6%E6%80%81 /就把

6、握了小車的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。但是由動(dòng)作把握單元發(fā)出的把握信 號(hào)格外微弱，無法直接驅(qū)動(dòng)直流電機(jī)，須匹配設(shè)計(jì)合理的驅(qū)動(dòng)電路，常用的驅(qū)動(dòng)電路為 H 橋。在設(shè)計(jì)過程中發(fā)覺，由于三極管導(dǎo)通、關(guān)斷的時(shí)間不統(tǒng)一，導(dǎo)致用三極管搭建的H 橋在電機(jī)電流換向的時(shí)候經(jīng)常發(fā)生微短路，使得三極管發(fā)熱現(xiàn)象很嚴(yán)峻，整個(gè)電路電源波動(dòng)很大， 格外耗電。因此，本設(shè)計(jì)最終接受了集成H 橋 L298.除此之外，在設(shè)計(jì)過程中發(fā)覺電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生的反向電動(dòng)勢(shì)會(huì)嚴(yán)峻影響傳感器的輸出狀態(tài)，將錯(cuò)誤的路徑信息送給處理器，導(dǎo)致小 車經(jīng)常產(chǎn)生錯(cuò)誤動(dòng)作。因此，本設(shè)計(jì)接受了雙電源供電，即傳感器和芯片共用一組電源，電 機(jī)專用一組電源，中間信號(hào)的傳輸接受了4N25 光耦

7、電路進(jìn)行電氣隔離。光源引導(dǎo)電路設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)接受光敏三極管作為光源檢測(cè)傳感器，由于其感光電壓變化明顯（電壓值變化在60100mV 左右），價(jià)格廉價(jià)。光源引導(dǎo)模塊需要在小車前方安裝3 個(gè)光敏三極管，通過車庫發(fā)出的光源信號(hào)來引導(dǎo)小車到指定車庫停車，使用 LM324 作為光源引導(dǎo)模塊的核心放大器件，將信號(hào)進(jìn)行放大處理。停車場(chǎng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)為了更好地完成小車避障、光源引導(dǎo)和入庫過程，停車場(chǎng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)也是格外重要的。停車場(chǎng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)圖如圖 2 所示。圖 2停車場(chǎng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)圖軟件設(shè)計(jì)系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)在 Keil C51 集成開發(fā)環(huán)境下進(jìn)行。軟件主要包括系統(tǒng)主程序、避障子程序、光源引導(dǎo)子程序和測(cè)速限速子程序等。泊車系統(tǒng)整體流程

8、如圖3 所示，避障程序流程圖、光源引導(dǎo)程序流程圖分別如圖 4,圖 5 所示。測(cè)速限速電路軟件設(shè)計(jì)思路是將每圈的時(shí)間換算成速度，再與設(shè)定的速度比較，假如所測(cè)速度大于設(shè)定值，則把握電機(jī)減速到設(shè)定值； 假如所測(cè)速度小于設(shè)定值，則把握電機(jī)加速到設(shè)定值，完成小車的智能限速。圖 3智能泊車系統(tǒng)總體流程圖各模塊測(cè)試及連接各模塊連接：小車舵機(jī)左轉(zhuǎn)輸入端接 P3.4;小車舵機(jī)右轉(zhuǎn)輸入端接 P3.5;小車驅(qū)動(dòng)電機(jī)前進(jìn)輸入端接 P3.6;小車驅(qū)動(dòng)電機(jī)后退輸入端接 P3.7;光電避障模塊左傳感器輸出端接P1.0;光電避障模塊右傳感器輸出端接P1.1;光源引導(dǎo)模塊左傳感器輸出端接P1.2;光源引導(dǎo)模塊中間傳感器輸出端接 P1.3;光源引導(dǎo)模塊右傳感器輸出端接 P1.4。小車整體測(cè)試：把小車放在停車場(chǎng)入口處，打開小車電源，打開車庫中對(duì)應(yīng)車庫位置的光源電源，小車避開障礙通過停車場(chǎng)下坡區(qū)，到達(dá)指定車庫前面，依靠光源引導(dǎo)入庫，停車。圖