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研究生:林冠成
研究生(外文):Guan-Cheng Lin
論文名稱:無人自走車之超音波避障設計
論文名稱(外文):Obstacle Avoiding Design for Automatic Mobile Vehicle Using Ultrasonic Sensors
指導教授:容志輝
指導教授(外文):Chee-Fai Yung
學位類別:碩士
校院名稱:國立臺灣海洋大學
系所名稱:電機工程學系
學門:工程學門
學類:電資工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2006
畢業學年度:94
語文別:中文
論文頁數:59
中文關鍵詞:自走車超音波感測器脈波寬度調變
外文關鍵詞:Automatic Mobile VehicleUltrasonic SensorPWM
相關次數:
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本論文的目的是使用超音波感測器以達成自走車避障之實務設計。自走車的控制核心為微控制器(89C51),馬達驅動部分是透過脈波寬度調變(PWM)的方式來控制自走車前輪的伺服馬達及後輪的直流馬達;感測器部分是以超音波感測器做為外部感測器,其分別架設於車體左前方、右前方及左側方,並裝置電位計及編碼器用以提供自走車本身相關的資訊。人機控制介面是以Visual Basic 6.0為基礎,配合RS-232串列傳輸來傳送命令和接收自走車上感測器之回傳資料。在避障設計方面,本文藉由超音波感測器偵測障礙物的存在,並將訊號傳回自走車上的微控制器做計算處理,以達到閃避障礙物之功能。
The purpose of this thesis is concerned with obstacle-avoiding design for automatic mobile vehicle using ultrasonic sensors. The heart of the automatic mobile vehicle is a microcontroller (89C51). The servo motor of the front wheel and direct current motor of the rear wheel are controlled by a PWM technique in the motor driving part. The ultrasonic sensors are used as the outside detecting device, which are mounted on the left front, the right front and the left sides of the automatic mobile vehicle. In addition, a potentiometer and an encoder are installed to provide relevant information of the automatic mobile vehicle. Programmed in Visual Basic 6.0, the human-machine interface utilizes serial communication transmission command and receives data from ultrasonic sensors on the automatic mobile vehicle. In the obstacle-avoiding design, the ultrasonic sensors detect obstacles, if exists, and transmits the signal back to the microcontroller in the automatic mobile vehicle to manipulation for obstacle-avoiding purpose.
目錄
中文摘要.....................................................................................................i
Abstract......................................................................................................ii
目錄...........................................................................................................iii
圖目錄.......................................................................................................vi
表目錄.......................................................................................................ix
第一章 緒論..............................................................................................1
1-1前言..............................................................................................1
1-2文獻回顧......................................................................................1
1-3研究動機......................................................................................2
1-4論文架構......................................................................................2
第二章 自走車系統架構..........................................................................4
2-1自走車系統簡介..........................................................................4
2-2自走車硬體架構..........................................................................5
2-2-1車體基本規格.......................................................................5
2-2-2自走車之電力系統...............................................................6
2-2-3操作平台之規劃...................................................................7
第三章 馬達之驅動控制..........................................................................9
3-1直流馬達驅動方式......................................................................9
3-1-1馬達轉向控制.......................................................................9
3-1-2馬達轉速控制.....................................................................11
3-2伺服馬達轉向控制....................................................................15
3-2-1伺服馬達的簡介.................................................................15
3-2-2伺服馬達控制方式.............................................................17
第四章 感測系統....................................................................................19
4-1超音波感測器............................................................................19
4-1-1超音波感測器之構造.........................................................19
4-1-2超音波檢測方式介紹.........................................................20
4-1-3超音波測距.........................................................................21
4-1-4超音波驅動及接收電路.....................................................25
4-2編碼器........................................................................................28
4-2-1編碼盤之製作.....................................................................29
4-2-2編碼器電路.........................................................................30
4-2-3馬達轉速量測.....................................................................31
4-3電位計........................................................................................34
4-3-1 ADC轉換IC之選用...........................................................35
4-3-2 ADC電路............................................................................37
第五章 微控制器與人機控制介面........................................................38
5-1微控制器....................................................................................38
5-1-1單晶片89C51之簡介.........................................................38
5-1-2串列傳輸.............................................................................40
5-1-3微控制器之主程式流程.....................................................41
5-2人機控制介面............................................................................43
第六章 實驗結果…............................……...………………………….45
6-1編碼器之實驗............................................................................45
6-2前輪轉向實驗............................................................................46
6-3自走車避障實驗........................................................................47
6-3-1動作一:自走車沿牆行走....................................................47
6-3-2動作二:自走車前進避障....................................................50
第七章 結論與未來展望........................................................................54
7-1結論............................................................................................54
7-2未來展望....................................................................................54
參考文獻..................................................................................................56
附錄..........................................................................................................59








圖目錄
圖2-1自走車硬體系統......................................................................5
圖2-2車體骨架俯視圖......................................................................6
圖2-3車體骨架側視圖......................................................................6
圖2-4自走車電力分配系統..............................................................7
圖2-5車體架構示意圖......................................................................8
圖2-6自走車俯視圖..........................................................................8
圖2-7自走車側視圖..........................................................................8
圖3-1馬達的控制方法......................................................................9
圖3-2 TA7257P外觀圖....................................................................10
圖3-3 TA7257P內部電路圖............................................................11
圖3-4 PWM產生器方塊圖.............................................................12
圖3-5 PWM波形圖.........................................................................13
圖3-6 PWM產生電路.....................................................................13
圖3-7以D型閂鎖器控制PWM信號電路圖.................................14
圖3-8馬達外觀及接腳示意圖........................................................15
圖3-9伺服馬達內部架構................................................................16
圖3-10伺服馬達控制信號示意圖..................................................17
圖3-11自走車實際轉向所需之控制訊號......................................18
圖4-1超音波感測器之構造............................................................20
圖4-2超音波感測器之應用組合....................................................21
圖4-3距離量測原理........................................................................22
圖4-4超音波測距流程圖................................................................24
圖4-5超音波發射電路....................................................................26
圖4-6超音波接收電路....................................................................26
圖4-7超音波感測器檢測障礙物情形............................................27
圖4-8編碼器組裝圖........................................................................28
圖4-9光遮斷器之構造....................................................................28
圖4-10轉速量測器電路方塊圖......................................................29
圖4-11編碼盤..................................................................................29
圖4-12編碼器電路..........................................................................30
圖4-13編碼器輸出波形圖..............................................................30
圖4-14編碼器輸出脈波示意圖......................................................31
圖4-15脈波寬度量測時序..............................................................32
圖4-16波寬量測流程圖..................................................................33
圖4-17電位計..................................................................................34
圖4-18電位計組裝圖......................................................................34
圖4-19轉向量測方塊圖..................................................................35
圖4-20 ADC轉換電路圖.................................................................37
圖5-1單晶片89C51方塊圖............................................................39
圖5-2電腦與微控制器資料傳輸示意圖........................................41
圖5-3微控制器主程式流程圖........................................................42
圖5-4自走車控制介面....................................................................44
圖6-1轉向與電壓變化情形............................................................46
圖6-2沿牆走流程圖........................................................................48
圖6-3沿牆走路徑圖........................................................................49
圖6-4自走車前進避障示意圖........................................................50
圖6-5前進避障流程圖....................................................................51
圖6-6路徑修正流程圖....................................................................51
圖6-7左轉避障路徑圖....................................................................52
圖6-8右轉避障路徑圖....................................................................53












表目錄
表3-1 TA7257P真值表....................................................................11
表3-2伺服馬達規格表....................................................................16
表4-1 ADC0804各接腳功能..........................................................36
表5-1 RS232各接腳名稱................................................................40
表6-1轉速量測實驗(a)...................................................................45
表6-2轉速量測實驗(b)...................................................................45
表6-3左轉實驗................................................................................46
表6-4右轉實驗................................................................................46
[1] Magori Valentin and Walker Heinz, “Ultrasonic Presence Sensors with Wide Range and High Local Resolution,” IEEE Trans. on Ultrasonics, Ferroelectrics and Frequency Control, vol. uffc-34, no.2, pp.202-211, March, 1987.
[2] Hyoung Jo Jeon and Byung Kook Kim, “A Study on World Map Building for Mobile Robots with Tri-Aural Ultrasonic Sensor System,” Proc. on IEEE International Conference, vol.3, pp.2907-2912, 21-27 May, 1995.
[3] Sewan Kim and Younggie Kim, “Robot Localization using Ultrasonic Sensors,” Proc. of 2004 IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems, vol.4, pp.3762-3766 28 September-2 October, 2004.
[4]陳巧茵,“小型自走車以超音波避障之研究”,國立成功大學工程科學研究所碩士論文,民國91年。
[5]許哲源,“自走車之驅動控制與避障規劃”,國立成功大學工科學系碩士論文,民國92年。
[6]楊雅兆,“使用超音波感測之自走車避障實務設計”,私立中原大學機械工程學系碩士學位論文,民國93年。
[7]柯正昌,“自走車動力驅動系統之研究與設計” ,國立成功大學工科學系碩士論文,民國90年。
[8]張智傑,“機械寵物之智慧行為控制設計與實現”,國立海洋大學電機工程學系碩士學位論文,民國93年。
[9]蕭勝議,“無人自走車系統設計與行為反應控制”,私立逢甲大學機械工程研究所碩士論文,民國92年。
[10]王健幕,“小型馬達控制用IC”,全華,民國80年。
[11]羅煥茂,“小型電動機控制—機電整合”,東華,民國86年。
[12]蔡英俊,“數位IC的電路設計”,建宏,民國80年。
[13]陳慶逸、林伯辰,“VHDL數位電路實習與專題設計”,文魁,民國94年。
[14]孫清華,“感測器應用電路的設計與製作”,全華,民國81年。
[15]盧明智、盧鵬任,“感測器應用與線路分析”,全華,民國90年。
[16]黃宏彥、余文俊、楊國輝,“感測器原理與應用電路實習”,高立圖書,民國88年。
[17]盧明智、陳正傳,“感測器原理與應用實習”,台科大圖書,2001。
[18]盧師德,“AutoCAD 教學手冊”, �眳p資訊,民83。
[19]蔡朝洋,“單晶片微電腦8051/8951原理與應用”,全華,民國93年。
[20]逸塵、艾倫,“8051單晶片教學範本”,金禾,民國92年。
[21]董勝源,“單晶片MCS-51與C語言入門實習”,宏友,民國93年。
[22]陳永達、詹可文,“微電腦控制(VB串並列埠控制)”,全華,民國93年。
[23]王國榮,“新觀念的Visual Basic 6.0教本”,旗標,民國89年。
[24]范逸之、陳立元,“Visual Basic與RS-232串列通訊控制最新版”,文魁,民國90年。
[25]何中庸,“電源穩壓IC應用手冊”,全華,民國90年。
[26]高敏雄,“最新CMOS IC規格表”,全華,民國88年。
[27]高敏雄,“最新74系列IC規表”,全華,民國87年。
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