【文章內(nèi)容簡介】 ，只需要在全局變量上單擊鼠標(biāo)右鍵，從彈出的快捷菜單中選擇Change to Read；反之，則需要在快捷菜單中選擇Change to Write。 LabVIEW平臺的特點(diǎn)LabVIEW平臺的特點(diǎn)可歸結(jié)為以下幾個方面：1） 基于圖形化的編程方式，其編程十分簡潔方便，是真正的工程師的語言；2） 提供豐富的數(shù)據(jù)采集、分析及存儲的庫函數(shù)；3） 提供傳統(tǒng)的程序調(diào)試手段，如單步執(zhí)行、設(shè)置斷點(diǎn)，同時提供設(shè)置探針、顯示數(shù)據(jù)流動畫等獨(dú)具特色的調(diào)試方法；4） 繼承傳統(tǒng)編程語言結(jié)構(gòu)化和模塊化的優(yōu)點(diǎn)，這對于建立復(fù)雜應(yīng)用和代碼的可重用性來說是至關(guān)重要的；5） 囊括了PCI, GPIB, PXI, VXI, RS232/485, USB等各種儀器通信總線標(biāo)準(zhǔn)的所有功能函數(shù)，使不懂總線標(biāo)準(zhǔn)的開發(fā)者也能驅(qū)動不同總線標(biāo)準(zhǔn)接口設(shè)備與儀器；6） 提供大量與外部代碼或軟件進(jìn)行鏈接的機(jī)制，諸如DLL(動態(tài)鏈接庫)、DDE(共享庫)、ActiveX等；7） 具有強(qiáng)大的Internet功能，支持常用的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，方便網(wǎng)絡(luò)、遠(yuǎn)程測量儀器的開發(fā)。仿真系統(tǒng)提供賽道設(shè)計(jì)賽道功能模塊，可以快速地建立起賽道，很好地解決了實(shí)際中設(shè)計(jì)不同賽道的經(jīng)濟(jì)性和效率性的問題，賽道設(shè)計(jì)功能模塊就是為所要對智能車比賽的真實(shí)賽道建模。用戶可以在系統(tǒng)中自行設(shè)計(jì)不同的賽道，然后保存為文件，在仿真時將其調(diào)用即可[8]。 在仿真軟件的設(shè)計(jì)過程中，賽道設(shè)計(jì)是以簡化了的賽道為模型，即在軟件的制作過程中，以點(diǎn)的形式存儲賽道，兩個相關(guān)聯(lián)的點(diǎn)之間的距離定義為分辨率，分辨率是連續(xù)賽道的數(shù)字量化的量度，賽道的具體體現(xiàn)是認(rèn)為兩個相連的點(diǎn)之間是直線連接的，在分辨率設(shè)置很低的情況下，這樣，即使是曲線的賽道也可以近似為直線，不會對仿真精度產(chǎn)生多大的影響[10]。 賽道的生成是以賽道段為單位的，所謂賽道段就是具有同種形狀的賽道，比如，只是直線賽道，那就認(rèn)為為一個賽道段，則認(rèn)為為兩個賽道段，對于弧線，不同的半徑認(rèn)為是在不同的賽道段上。當(dāng)然也可以把一個賽道段劃分為多個賽道段。賽道段總體上分為兩類，直線段和弧線段，直線段信息為端點(diǎn)，弧線段信息為俯視旋轉(zhuǎn)方向、角度和半徑信息。 用戶首先要根據(jù)實(shí)際賽道的工程圖紙，在不同的賽道段連接點(diǎn)建立起平面直角坐標(biāo)系下的坐標(biāo)，然后可以根據(jù)圖紙，從起點(diǎn)開始依次輸入各個賽道段信息，直到終點(diǎn)。這樣就可以在仿真環(huán)境里建立起一個虛擬賽道。 賽道設(shè)計(jì)功能模塊，利用了LabVIEW可視化的優(yōu)勢，為用戶提供了友好的交互方式，賽道設(shè)計(jì)方便，賽道設(shè)計(jì)界面包括:起始設(shè)置、操作和賽道顯示三個部分：1） 起始設(shè)置為設(shè)置生成賽道的分辨率，以及賽道的起始坐標(biāo)點(diǎn)；2） 操作部分的功能有賽道的生成方式、直線、弧線、撤銷、保存賽道和停止； 3） 賽道的生成方式有兩種，分別為創(chuàng)建賽道和調(diào)入賽道，選擇調(diào)入賽道是從磁盤文件中調(diào)入已經(jīng)保存好的賽道文件，用來查看已有的賽道。選擇創(chuàng)建賽道就要求用戶自行定制新的賽道[10]。軟件創(chuàng)建賽道的流程，首先提取初始設(shè)置值，根據(jù)輸入的賽道段命令及賽道段信息，進(jìn)入各自的量化處理程序，賽道量化后數(shù)據(jù)暫時保存在臨時的數(shù)組中，并且在賽道界面顯示面板中顯示，或者撤銷創(chuàng)建，取消臨時數(shù)組中的數(shù)據(jù)前一次量化得到的所有數(shù)據(jù)，或者繼續(xù)選擇相應(yīng)的賽道段輸入命令，繼續(xù)輸入，直到賽道輸入結(jié)束[11]。直線N選擇撤銷終點(diǎn)獲得初始設(shè)置獲得直線段信息量化處理保存撤銷處理獲得弧線段信息弧線NY智能車體也是整個仿真的基本要素之一。該模塊是對智能車的基本參數(shù)進(jìn)行設(shè)置，在軟件環(huán)境中建立起智能車的外觀模型，這些參數(shù)包括車的長度，車的寬度，輪距，軸距，轉(zhuǎn)向參數(shù)，對于給定的智能車，這些基本參數(shù)是相同且不可改變的，為了使軟件更通用，軟件也對這些基本參數(shù)進(jìn)行了可寫操作，為了在更換了智能車的情況下也可以用它來仿真。仿真界面是軟件的核心部分，它是模擬智能車的真實(shí)賽道運(yùn)行的環(huán)境，包括控制臺和顯示屏兩部分。首先，賽道文件調(diào)入程序?qū)惖罃?shù)據(jù)文件的讀取，加載賽道數(shù)據(jù)到仿真環(huán)境，成為智能車仿真運(yùn)行的基礎(chǔ)，然后調(diào)入智能車文件程序，程序會根據(jù)賽道的起始點(diǎn)自動調(diào)整智能車，使其以最佳的姿態(tài)停在賽道上[12]。仿真程序是仿真軟件的核心，它主要為模擬傳感器檢測賽道功節(jié)點(diǎn)、控制算法功能節(jié)點(diǎn)、智能車運(yùn)動模型模擬節(jié)點(diǎn)和智能車的顯示功能節(jié)點(diǎn)。YN開始調(diào)入賽道調(diào)入賽車界面顯示運(yùn)動模型控制檢測賽道停止保存運(yùn)行數(shù)據(jù)結(jié)束仿真程序塊的運(yùn)行流程圖如圖，程序在賽道和智能車都調(diào)入仿真環(huán)境中后，主要在賽道檢測，得到賽道信息，通過賽道信息和智能車當(dāng)前的狀態(tài)控制智能車的運(yùn)行，根據(jù)運(yùn)動模型的到下一個仿真周期智能車位置，輸出顯示智能車幾個環(huán)節(jié)中循環(huán)，直到完成比賽。利用軟件對智能車進(jìn)行仿真，可以把仿真中記載智能車運(yùn)行過程的主要數(shù)據(jù)記錄出來，這是軟件比實(shí)際運(yùn)行調(diào)試的另一個好處，在實(shí)際運(yùn)行過程中，我們只能通過觀測智能車是否能夠完成比賽任務(wù)和完成比賽時間的長短來定性的判斷控制算法的好壞，不能精確的分析智能車的設(shè)計(jì)方案中出現(xiàn)的問題，如控制參數(shù)設(shè)置不當(dāng)?shù)膯栴}。此模塊是用來完成對仿真數(shù)據(jù)的后期處理，在實(shí)際的仿真運(yùn)行過程中，雖然可以看見智能車的仿真運(yùn)行狀態(tài)，但是，由于智能車的運(yùn)行速度很快，這些狀態(tài)在以相當(dāng)高的頻率變化，特別是速度表所指示的速度，和實(shí)際測試一樣，也不能的對運(yùn)行過程進(jìn)行分析，但是，在仿真的結(jié)束，可以把仿真數(shù)據(jù)存放在文件中，這里就是對仿真數(shù)據(jù)的處理程序[13]。智能車仿真系統(tǒng)的開發(fā)主要分為前面板設(shè)計(jì)和程序框圖設(shè)計(jì)。前面板設(shè)計(jì)是視覺上最為直接的設(shè)計(jì)，主要是利用LabVIEW添加一些系統(tǒng)所需的功能按鈕，并需要我們盡可能的簡單實(shí)用。前面板上添加的按鈕在程序框圖中都有圖標(biāo)顯示，程序框圖設(shè)計(jì)則是為前面板上添加的按鈕賦予其應(yīng)有的功能，并且將各個按鈕的功能聯(lián)系起來，使其能夠完成我們所需要的功能。本文主要運(yùn)用LabVIEW G語言完成控制程序的編寫[14]。完成該系統(tǒng)的開發(fā)，首先要對系統(tǒng)的功能進(jìn)行總體分析，羅列出該系統(tǒng)應(yīng)該具備的功能，然后進(jìn)行前面板設(shè)計(jì)，進(jìn)而完成程序框圖設(shè)計(jì)，最后經(jīng)過反復(fù)的調(diào)試和不斷的完善，來最終實(shí)現(xiàn)該系統(tǒng)。 流程圖介紹 在智能車仿真系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)中，仿真的大體流程是：先完成初始化設(shè)置，然后設(shè)置賽道信息，即黑線數(shù)據(jù)，加載賽車信息并發(fā)送命令，最終在黑線圖像上顯示結(jié)果[15]。1） 初始化初始化主要包括串口選擇，波特率設(shè)置，數(shù)據(jù)比特設(shè)置，奇偶位設(shè)置和停止位設(shè)置。2）設(shè)置賽道信息賽道信息在系統(tǒng)顯示為黑線數(shù)據(jù)，這個需要根據(jù)自身需要進(jìn)行設(shè)定。主要包括寬度，高度，放大倍數(shù)，黑線的掩碼和色碼。修改黑線的色碼后黑線將不再是黑色，而是自己設(shè)定的顏色。3）加載賽車信息系統(tǒng)已經(jīng)設(shè)定好加載功能，我們可以在數(shù)據(jù)加載選項(xiàng)中選擇自己的賽車信息并加載到系統(tǒng)中。4） 發(fā)送命令 這是進(jìn)入仿真的命令，設(shè)定好之后即可按照已經(jīng)設(shè)定好的命令進(jìn)行仿真，并能夠在黑線圖像上顯示出仿真結(jié)果。進(jìn)入仿真加載賽車信息命令設(shè)置賽道信息初始化設(shè)置顯示結(jié)果發(fā)送命令初始化設(shè)置主要包括開關(guān)串口，串口的選擇，波特率的設(shè)定，數(shù)據(jù)比特的設(shè)定，奇偶位選擇，停止位的選擇。其中：1）串口選擇是VISA資源的名稱指定要打開的資源，該控件也指定了會話句柄和類。2） 波特率是指數(shù)據(jù)信號對載波的調(diào)制速率，它用單位時間內(nèi)載波調(diào)制狀態(tài)改變的次數(shù)來表示，其單位是波特（Baud）。波特率與比特率的關(guān)系是比特率=波特率*單個調(diào)制狀態(tài)對應(yīng)的二進(jìn)制位數(shù)。3） 數(shù)據(jù)比特是輸入數(shù)據(jù)的位數(shù)。4） 奇偶校驗(yàn)位是一種校驗(yàn)代碼傳輸正確性的方法。根據(jù)被傳輸?shù)囊唤M二進(jìn)制代碼的數(shù)位中“1”的個數(shù)是奇數(shù)或偶數(shù)來進(jìn)行校驗(yàn)。通常專門設(shè)置一個奇偶校驗(yàn)位，用它使這組代碼中“1”的個數(shù)為奇數(shù)或偶數(shù)。若用奇校驗(yàn)，則當(dāng)接收端收到這組代碼時，校驗(yàn)“1”的個數(shù)是否為奇數(shù)，從而確定傳輸代碼的正確性。5） 停止位是指定用于表示幀結(jié)束的停止位的數(shù)量。。 其中：啟用終止符使串行設(shè)備做好識別終止符的準(zhǔn)備。如值為TRUE（默認(rèn)），VI_ATTR_ASRL_END_IN屬性將被設(shè)置為識別終止符。如值為FALSE，VI_ATTR_ASRL_END_IN屬性將被設(shè)置為0（無）且串行設(shè)備不識別終止符。終止符通過調(diào)用終止讀取操作。從串行設(shè)備讀取終止符后讀取操作將終止。 0xA是換行符(\n)的十六進(jìn)制表示。消息字符串的終止符由回車(\r)改為0xD。超時設(shè)置讀取和寫入操作的超時值，以毫秒為單位。默認(rèn)值為10000。VISA資源名稱指定要打開的資源。該控件也可指定會話句柄和類。波特率是傳輸速率，默認(rèn)值為9600。數(shù)據(jù)比特是輸入數(shù)據(jù)的位數(shù)。 數(shù)據(jù)比特的值介于5和8之間，默認(rèn)值為8。奇偶指定要傳輸或接收的每一幀所使用的奇偶校驗(yàn)。 黑線數(shù)據(jù)及黑線圖像顯示黑線數(shù)據(jù)即賽道信息，因?yàn)橘惖涝趯?shí)際中就是一條黑線，所以在此用黑線表示。在前面板中可以設(shè)定賽道的高度，寬度及圖像放大倍數(shù)，色碼和掩碼。 其中：1） 掩碼是字節(jié)數(shù)組，其中的每一位都描述了一個像素的掩碼信息，第一個字節(jié)描述餓了前八個像素，第二個字節(jié)描述了后八個像素，依次類推。2） 色碼表是與數(shù)據(jù)數(shù)組映射的兩種顏色。其中：1） 截取字符串字符串是輸入字符串。偏移量是起始位置并且必須為數(shù)值。 字符串中第一個字符的偏移量為0。如沒有連線或小于0，則默認(rèn)值為0。長度必須為數(shù)值。如長度沒有連線，則默認(rèn)值為字符串長度減去偏移量。子字符串如偏移量大于字符串的長度，或長度小于等于0，則值為空。如長度大于或等于字符串長度減去偏移量，則子字符串是從偏移量開始的剩余部分。2） 重排數(shù)組維數(shù)n維數(shù)組可以是任何類型的n維數(shù)組。維數(shù)大小0..m1指定m維數(shù)組的維數(shù)，必須為數(shù)字。如維數(shù)大小為0，函數(shù)將創(chuàng)建空字符串。m維數(shù)組的數(shù)組大小接線端必須為m。m維數(shù)組如維數(shù)大小的乘積大于輸入數(shù)組元素的數(shù)量，函數(shù)將用n維數(shù)組的默認(rèn)數(shù)據(jù)類型填充新數(shù)組。如維數(shù)的乘積小于輸入數(shù)組元素的數(shù)量，函數(shù)將對數(shù)組進(jìn)行剪切。3） 捆綁簇是要改變值的簇。如該輸入端沒有連線，函數(shù)將返回簇。連線簇接線端時，“捆綁”。函數(shù)將用元素0..n1替換簇。輸入接線端的數(shù)量必須匹配輸入簇中元素的數(shù)量。元素0..n1可接收任意類型的數(shù)據(jù)。輸出簇是作為結(jié)果的簇。4） 平化像素圖左上角指定圖像左上角在坐標(biāo)系中的位置。x是右側(cè)增加的水平坐標(biāo)。y是底部增加的垂直坐標(biāo)。24位像素圖是要轉(zhuǎn)換為圖像數(shù)據(jù)的二維數(shù)據(jù)數(shù)組。圖像數(shù)據(jù)的維數(shù)應(yīng)與數(shù)組的維數(shù)一致。8位像素圖是要轉(zhuǎn)換為圖像數(shù)據(jù)的二維數(shù)據(jù)數(shù)組。圖像數(shù)據(jù)的維數(shù)應(yīng)與數(shù)組的維數(shù)一致。VI將該數(shù)據(jù)作為顏色數(shù)組的索引。4位像素圖是要轉(zhuǎn)換為圖像數(shù)據(jù)的二維數(shù)據(jù)數(shù)組。圖像數(shù)據(jù)的維數(shù)應(yīng)與數(shù)組的維數(shù)一致。VI將該數(shù)據(jù)作為顏色數(shù)組的索引。1位像素圖是要轉(zhuǎn)換為圖像數(shù)據(jù)的二維數(shù)據(jù)數(shù)組。圖像數(shù)據(jù)的維數(shù)應(yīng)與數(shù)組的維數(shù)一致。在顏色列表中，F(xiàn)ALSE對應(yīng)于顏色表中的元素0。TRUE對應(yīng)于顏色表中的元素1。顏色是RGB顏色的數(shù)組，與連接至像素圖的值對應(yīng)。連接的像素圖可確定LabVIEW如何讀取輸入的值。如連接數(shù)據(jù)至24位像素圖，LabVIEW將忽略該輸入。如連接數(shù)據(jù)至8位像素圖，數(shù)組有256個元素。如連接數(shù)據(jù)至4位像素圖，數(shù)組有16個元素。如連接數(shù)據(jù)至1位像素圖，數(shù)組有2個元素。掩碼該一維數(shù)組用于說明每個像素的掩碼信息。圖像數(shù)據(jù)返回像素圖的信息，可用繪制平化像素圖VI將其繪制為圖片，或用各種圖形格式VI將圖像保存至文件。 圖像深度指定圖像的顏色深度，即圖像中各像素的位數(shù)。有效值包括每像素1位、4位、8位和24位（默認(rèn)）。 圖像深度確定LabVIEW如何解析圖像和顏色的值。圖像該字節(jié)數(shù)組以光柵順序描述圖像中各像素顏色。圖像深度用于確定LabVIEW如何解釋輸入值。矩形是包含圖像矩形邊界坐標(biāo)的簇。水平坐標(biāo)向右遞增，垂直坐標(biāo)向下遞增。左是矩形水平坐標(biāo)的左邊界，上是矩形垂直坐標(biāo)的上邊界，右是矩形水平坐標(biāo)的右邊界，下是矩形垂直坐標(biāo)的下邊界。5） 繪制平化像素圖（VI）圖片是要添加數(shù)據(jù)數(shù)組的圖片，默認(rèn)值為空圖片。圖像數(shù)據(jù)表明要繪制或操作的圖像，圖像類型保留以便今后使用。圖像深度指定圖像的顏色深度，即圖像中各像素的位數(shù)。有效值包括每像素1位、4位、8位和24位（默認(rèn)）。 圖像深度確定LabVIEW如何解析圖像和顏色的值。圖像該字節(jié)數(shù)組以光柵順序描述圖像中各像素顏色。圖像深度用于確定LabVIEW如何解釋輸入值。如圖像深度為24，每個像素的顏色將用3個字節(jié)描述。第一個字節(jié)代表紅色值，第二個字節(jié)代表綠色值，第三個字節(jié)代表藍(lán)色值。如圖像深度為8，每個像素的顏色將用一個字節(jié)描述。每個字節(jié)對應(yīng)于顏色中的一個元素，顏色中包含32位RGB值，最高有效字節(jié)為0，接下來分別是紅色、綠色和藍(lán)色的值。有效值為0至255。如圖像深度為4，除圖像的有效值范圍為0－15外，其它類似于圖像深度為8的情況。如圖像深度為1，圖像中的0值將對應(yīng)于顏色中的元素0。所有其它值對應(yīng)于顏色中的元素1。新圖片是包含新圖像的圖片。如將該輸出連線至其它圖片輸入端，可為圖片添加更多的繪圖指令。。這里的賽車信息必須是已經(jīng)存在的，在仿真時只需加載上即可。。 賽道加載模塊的程序框圖其中：1） 打開/創(chuàng)建/替換文件（函數(shù)）提示是出現(xiàn)在在文件對話框的文件、目錄列表或文件夾上方的信息。文件路徑（使用對話框）是文件的絕對路徑。如沒有連線文件路徑（使用對話框），函數(shù)將顯示用于選擇文件的對話框。如指定空路徑或相對路徑，函數(shù)將返回錯誤。操作是要進(jìn)行的操作。如在對話框內(nèi)選擇取消，將發(fā)生錯誤43。權(quán)限指定訪問文件的方式。默認(rèn)值為read/write。0：read/write；1：Readonly；2：Writeonly。錯誤輸入表明VI或函數(shù)運(yùn)行前發(fā)生的錯誤，默認(rèn)值為無錯誤。如錯誤發(fā)生在VI或函