作者:湖南大学 邵大威 王静涛 刁宇龙
指导教师:林翚 李树涛
作品简介
第一章 引言
本智能小车以飞思卡尔16位微控制MC9S12XS128作为唯一的核心控制单元,采用激光扫描和红外扫描的方式获取道路信息,通过设计简单的PID速度控制器和简单的PID方向控制器实时调整小车的速度与转角。
本文对红外管和激光管对跑道位置的的检测进行了简要的分析,对小车的硬件与软件设计进行了介绍。
技术报告以智能小车的设计为主线,包括小车的构架设计、软硬件设计,以及控制算法研究等,共分为五章。其中,第一章为引言部分。第二章主要介绍了小车的总体方案的选取。第三章介绍了硬件设计,主要介绍了电路的设计;检测模块的设计。第四章对小车的软件设计进行了详细的介绍。第五章描述了小车的软件调试过程。
第二章 智能车整体设计
2.1系统导航方案的选取
在以往的比赛中,对于光电组寻线小车而言,道路信息的获得往往依赖于接收传感器。尤其是用作数字式使用的光电传感器,由于大赛组委会对传感器(光电接收管)数目的限制(最多16个),其精度不能做的很高。
除此之外,为了使小车始终都能检测到黑线,尽可能的扩大有效的检测范围,大多数时候都能跟踪到黑线的位置,传感器的数目一般会比较多。但赛道的复杂度在增加,小车的速度在不断的提高,单纯的增加传感器的数目会受到限制。
但由于发射管的数目不受限制,因此可以从试着发射管的角度出发来获得道路信息。发射管的数目增多会带来功耗的增加,为了使功耗不明显增加的情况下,又能获得精度较高的道路信息,我们选用了“雷达”的寻线模式来实时跟踪黑线的中心位置的来解决这个问题。“雷达”的寻线模式即采用一个伺服舵机实时跟踪黑线的中线位置,将舵机的转角反馈给单片机,根据舵机的转角得到一个位置信息,因为舵机的转角相对比较的连续,所以得到的位置信息也是比较连续的,而且这样的扫描跑道的范围比传统的不动检测方式要大。当小车处于跑道的正中间的时候可以连续的检测到半径为前瞻距离的半圆周。当前瞻距离比较远的时候就可以检测到整个跑道宽度的范围。