基于单片机的水果自动收集车 课题组成
"基于单片机的水果自动收集车" 课题具有较强的实践性和综合性，涉及机械设计、自动控制、传感器应用、编程等多个领域。合理的课题组成应涵盖不同技能方向，确保项目各环节高效推进。以下是建议的课题组成及分工：
一、课题指导老师（1 人）
- 职责 ：
- 整体方案把关，提供技术指导和方向建议（如核心控制器选型、机械结构优化）。
- 协调团队分工，解决项目中的关键技术难题（如传感器融合、运动控制算法）。
- 指导论文撰写、成果总结及答辩准备。
二、核心成员（建议 3-5 人，按功能模块分工）
1. 机械结构设计组（1-2 人）
- 核心任务：负责收集车的机械结构设计与搭建，确保水果收集、传输、存储的稳定性。
- 具体工作 ：
- 设计车体框架（尺寸、承重、运动方式，如轮式 / 履带式）。
- 设计水果收集机构（如传送带、机械臂、拨杆式收集装置，需适应水果大小和形状）。
- 设计水果存储仓（防挤压、容量合理）。
- 选型驱动部件（电机、减速器、车轮 / 履带），并与车体结构匹配。
- 所需技能：CAD/ SolidWorks 绘图、机械原理、材料力学基础。
2. 硬件电路与控制组（1-2 人）
- 核心任务：搭建控制系统硬件平台，实现传感器数据采集和执行器驱动。
- 具体工作 ：
- 核心控制器选型（如 STM32、Arduino Mega、51 单片机等，根据功能复杂度选择）。
- 传感器模块选型与电路连接：
- 环境感知：红外传感器 / 超声波传感器（检测水果位置）、摄像头 + 图像识别模块（识别水果种类 / 成熟度）。
- 运动控制：编码器（实时监测车轮转速，实现速度闭环控制）、陀螺仪（辅助车体姿态稳定）。
- 执行器驱动电路：电机驱动模块（如 L298N、TB6612）、舵机驱动（控制收集机构动作）。
- 电源模块设计：为单片机、传感器、电机提供稳定电压（如锂电池 + 稳压电路）。
- 所需技能：电路设计（Altium Designer/Proteus）、单片机原理、传感器接口技术。
3. 软件编程与算法组（1-2 人）
- 核心任务：开发控制程序，实现自动导航、水果识别与定位、收集动作逻辑。
- 具体工作 ：
- 编写单片机主程序：初始化模块、任务调度（传感器数据采集、电机控制、人机交互）。
- 水果识别与定位算法：
- 基于红外 / 超声波传感器：通过距离数据判断水果位置，规划收集路径。
- 基于图像识别：使用 OpenCV 或深度学习模型（如 YOLO）识别水果，输出坐标信息。
- 运动控制算法：PID 控制（实现车体匀速行驶、精准转向）、避障逻辑（避开障碍物或未成熟水果）。
- 人机交互程序：通过按键、显示屏设置参数（如收集模式、速度），显示工作状态。
- 所需技能：C/C++ 编程（单片机）、Python（图像识别辅助）、控制算法基础。
4. 测试与优化组（可由其他成员兼任，或 1 人专职）
- 核心任务：负责系统集成测试、问题排查与性能优化。
- 具体工作 ：
- 分模块测试：验证机械结构稳定性（如收集机构是否卡果）、硬件电路可靠性（如传感器数据是否准确）、软件逻辑正确性（如是否漏检水果）。
- 整体联调：模拟实际场景（如果园地面不平、水果分布不均），测试整车自动收集效果。
- 优化改进：针对测试中出现的问题（如收集效率低、误判率高），协调各组调整方案（如优化机械结构、改进算法参数）。
- 所需技能：故障排查能力、数据分析基础、跨模块沟通能力。
三、课题组成员协作机制
- 定期例会：每周 1-2 次，汇报各模块进度，同步问题与解决方案。
- 文档管理：建立共享文档，记录设计方案、电路图纸、代码版本、测试数据等，确保信息可追溯。
- 阶段性目标 ：
- 第一阶段：确定方案（机械结构、硬件选型、算法框架）。
- 第二阶段：分模块开发（机械加工、电路焊接、程序编写）。
- 第三阶段：系统集成与测试（联调、优化）。
- 第四阶段：成果整理（论文、演示视频、实物验收）。
通过明确分工与协作，团队可高效完成从方案设计到实物实现的全流程，确保水果自动收集车的功能完整性和稳定性。