[发明专利]一种基于ATmega8的智能写字小车系统

说明书

技术领域

本发明涉及智能小车领域，特别涉及一种基于ATmega8的智能写字小车系统。

背景技术

在很早之前人们就对智能小车展开了研究，从最初的发明到现在可以说已经有了多年的历史，随着种类变得越来越多样化，其应用领域在不断地扩大，不过总得来说可以概括为以下的三种类型：(1)激光式，小车上安装有可旋转的激光扫描，通过激光扫描器发射激光束，然后接受由四周定位标志发射回的激光束，控制电路对反馈到的信息进行处理，然后控制小车按制定轨迹行驶。(2)电磁感应式，当高频电流通过导线，此时电线的周围就会有电磁场流动，电磁感式就是通过在地面上沿预定路劲埋地线的方式引导小车行驶，把两个对称电磁感应传感器安装到循迹小车上。他们收到的电磁信号差异可以反映的自循迹智能小车偏离程度路径的程度。在目前商业用途的智能循迹汽车中，特别是大型和中型小车，绝大多数都采用电磁感应导航。(3)视觉式，此类智能小车配备了摄像机，是当前正迅速发展并且技术较为成熟的，传感器和车载电脑，对周围的图像信息进行采集，然后提取图像信息的特征点与内置的环境图像数据库进行比较，以对当前的位置进行确认并且分析车辆周围图像信息从而对行驶的下一步进行判断。这种自循迹智能小车并不需要设置任何的人工物理路径，所以在理论上具有灵活性，在计算机存储、处理和图像采集技术快速发展的今天，这种自循迹智能小车的实用性越来越强。

智能小车将路径规划及避障等技术结合，以体积小、结构简单和动作易控制等特点在安全监测评估、智能居家、地质勘测、医疗器械等领域得到广泛应用。例如在智能居家方面有吸尘器机器人、智能调节室温机器人；在工业制造方面有针对具体应用的焊接机器人、装配机器人、喷绘机器人等。

针对以上技术，本系统结合市面上喷绘小车的特性，利用小车的动作易控制、活动范围的灵活性等优点，将路径规划技术进一步发展用于写字，衍生出了智能写字小车。智能写字小车将扩大绘图小车的适用范围，提高其对环境的适应能力。在户外宣传上还可以替代人们完成大型海报绘制工作，对于室外表演活动也有独特的优势。

发明内容

鉴于上述内容，本发明提供一种基于ATmega8的智能写字小车系统，扩大绘图小车的适用范围，提高其对环境的适应能力。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：

一种基于ATmega8的智能写字小车系统，包括双驱小车底盘、电路板、无刷直流电机、舵机、记号笔和控制系统；

所述的电路板设置于双驱小车底盘之上；

所述的无刷直流电机设置于双驱小车底盘的双驱轮处，包括电机、开关电路和位置检测器，电机定子主要通过电源开关电路供电，转子位置由位置检测器监控，并根据转子的位置控制开关管的打开和闭合，达到自动地控制了电路的通电、断电，完成电子换向的目的；

所述的舵机设置于电路板上方，舵机自身的旋转编码保障了电机的精确控制，而且有共振抑制的作用，提高系统稳定性；

所述的记号笔嵌于舵机上；

所述的控制系统包括单片机、测距模块、电机驱动模块、舵机转向模块、通讯模块、电源模块、纠正程序算法和舵机转向编码，所述的单片机接上时钟电路和复位电路，并加上适当的外围电路，点焊于电路板上，构成最小系统板，所述的电机驱动模块、通讯模块、测距模块分别胶焊于双驱小车底盘上方，电机驱动模块通过控制信号来控制电机起停，通讯模块采用CP2102，简化了程序的烧写方式，直接通过常用的USB线进行烧录，测距模块采用霍尔位置传感器作为检测单元，电源模块通过固定销钉拧入销孔中，活动固定于双驱小车底盘下面，纠正程序算法内置于控制系统中，用于纠正小车轨迹；舵机转向编码内置于舵机中，用来保障电机的精确控制，电机驱动模块、测距模块、通讯模块和电源模块通过杜邦线分别与单片机相连接。

所述控制器是ATmega8单片机。

测距模块采用霍尔位移传感器与直流无刷电机相配合，对具体的行驶距离进行监测。

通过控制器的脉宽调制技术(PWM)定时器输出给定的控制信号到驱动电路，控制电机旋转，实现小车的速度控制。

采用H桥电机驱动技术给小车运动提供动力，控制电机正转和反转。

结合脉宽调制技术(PWM)与双H桥集成电路模块(L298N)实现基本行驶动作——前进、后退、转弯和变速运动。

系统具有纠正程序算法，当检测到小车行驶位置出现偏差时，采用位置纠正程序来纠正小车轨迹；

纠正程序算法的流程如下：