【文章內(nèi)容簡介】 不可能　0101不可能　1011不可能　1101不可能　1010不可能　0111右轉(zhuǎn)或者直行右轉(zhuǎn)1110左轉(zhuǎn)或者直行右轉(zhuǎn)四、程序設(shè)計系統(tǒng)整體的流程圖如圖12所示： 圖12各個模塊小程序的流程圖（1）、定時器的程序 圖13（2）、循跡程序 圖14五、測試與數(shù)據(jù)出現(xiàn)的問題（1）、在實際運行中，小車轉(zhuǎn)向需要的速度在不同的情況下并不完全相同。比如，在直角轉(zhuǎn)彎時，小車需要一個比較大的轉(zhuǎn)向速率，而如果使用比較大的轉(zhuǎn)向速率又可能使得小車在直線行駛的時候，產(chǎn)生一個嚴重的擺頭情況。改進方案：根據(jù)4個傳感器的位置，判斷需要轉(zhuǎn)動的角度大小，根據(jù)此來控制小車轉(zhuǎn)向，以實現(xiàn)在直線行駛時更加穩(wěn)定。增加的代碼：/************************************************************************///慢速前進void l_run(void){ if(state==1) { push_val_left=2。 //速度調(diào)節(jié)變量 020。0最小，20最大 push_val_right=2。 P2 = 0xf9。 P0= table[2]。 Left_moto_go 。 //左電機往前走 Right_moto_go 。 //右電機往前走 } else if(state==2) leftrun。 else if(state==3) rightrun。 }/************************************************************************///右小轉(zhuǎn)void l_rightrun(void){ push_val_left=5。 push_val_right=2。 P2 = 0xf7 。 P0= table[6]。 state= 3。 Left_moto_go 。 //左電機往前走 Right_moto_back 。 //右電機慢走}/************************************************************************///左小轉(zhuǎn)void l_leftrun(void){ push_val_left=2。 push_val_right=5。 P2 = 0xfe。 P0= table[4]。 state= 2。 Right_moto_go 。 //右電機往前走 Left_moto_back 。 //左電機慢走}（2）、直角轉(zhuǎn)向慣性問題在小車直線行駛時若小車速度較快發(fā)生轉(zhuǎn)向，在慣性的作用下，小車不能夠立即減速，可能會導(dǎo)致轉(zhuǎn)向尚未完成，小車就已經(jīng)沖出跑道。為了減輕速度對轉(zhuǎn)向的影響，可以采用以下幾種解決方案。降低小車的行駛速率。降低小車的速度可以延長傳感器和單片機處理信號的時間，并且由于速度降低，慣性對于小車轉(zhuǎn)向行駛的影響會減少。測試后發(fā)現(xiàn)，小車低速運行比高速運行要穩(wěn)定的多。程序?qū)T性產(chǎn)生的影響進行預(yù)測。在程序檢測到一些特殊情況，需要大角度轉(zhuǎn)向時，對小車執(zhí)行一次后退函數(shù)（并且設(shè)置此函數(shù)1s內(nèi)僅能觸發(fā)一次）。產(chǎn)生的效果相當于急剎車。小車會在瞬間急停。使得小車在短時間內(nèi)速度降低。對于需要轉(zhuǎn)向較大的彎道有一定效果。代碼如下/************************************************************************///慣性抑制void back(void){ if(push_val_back==0) { push_val_left=5。 push_val_right=5。 P2 = 0xf6。 P0= table[8]。 Left_moto_back。 Right_moto_back delay(50)。 } }（3）、電機精度較差和扭矩較小。當小車在轉(zhuǎn)向或者低速運行時，較小的扭矩可能無法啟動小車，測試發(fā)現(xiàn)，當采用低速時，小車容易卡主停下，需要人推一下才能繼續(xù)運行。同理，轉(zhuǎn)向時低扭矩帶來的影響使得小車轉(zhuǎn)向時即使設(shè)置（例如左5 右0）速度理論上可行，實際上也會產(chǎn)生轉(zhuǎn)向較慢，容易沖出跑道等現(xiàn)象。解決方案：方法一：對于這種情況，可以更換較好的電機。此方法成本適中，精度較高，易于控制。但是這種方案，需要較大的車體，和能承受大電流的驅(qū)動模塊，故并未采用此方案。方法二在程序中進行改進，將轉(zhuǎn)向時一邊電機停止改成一邊電機后退，此方案，效果非常明顯，有效的解決了電機扭矩小的問題/************************************************************************/void leftrun(void){ push_val_left=6。 push_val_right=5。 P2 = 0xfc 。 P0= table[4]。 state= 2。 Right_moto_go 。 //右電機往前 Left_moto_back。 //左電機往后}/************************************************************************/void rightrun(void){ push_val_left=5。 push_val_right=6。 P2 = 0xf3 。 P0= table[6]。 state= 3。 Left_moto_go 。 //左電機往前 Right_moto_back 。 //右電機往后 }/************************************************************************/實驗數(shù)據(jù)如圖17所示： 測試小車照片 圖17測試后發(fā)現(xiàn)小車基本可以穿過復(fù)雜軌道，即使在直角，大角度拐彎，十字路口依然可以完成循跡功能。六、實驗結(jié)果分析（一）、實驗結(jié)果分析大角度轉(zhuǎn)向功能智能車能夠適應(yīng)090度的道路轉(zhuǎn)向 當小車的外側(cè)傳感器被觸發(fā)時，小車將向相應(yīng)方向做大角度轉(zhuǎn)向。當適應(yīng)道路為2cm時，90176。直角彎時，小車大概會以大角度快速轉(zhuǎn)向45176。后進入一般轉(zhuǎn)向模式(小角度轉(zhuǎn)向模式)。在大角度轉(zhuǎn)向時，小車的一輪的速度為8另一輪速度為8，（直線前進速度為5，若小車前進速度為0時，小車為原地轉(zhuǎn)向），當小車直線前進時，利用慣性作用，小車完成向前運動實現(xiàn)轉(zhuǎn)向，同時能夠一定程度避免，速度太快時小車沖出跑道的現(xiàn)象。 懸崖停車功能當小車的傳感器檢測到所有傳感器都沒有收到反射信號時，小車將會迅速速停車。循跡小車當進入懸崖停車功能時：小車的電機首先進入一個120ms的反向運行階段，此階段，主要是對小車進行快速減速和慣性抑制。隨后，小車進入100ms的低速后退，此階段主要是為了防止小車速度太快時，減速后，小車沖過頭。當以上兩個階段，完成時，小車速度為1左右，小車倒退回之前的位置傳感器此時應(yīng)該檢測到的是直接狀態(tài)，重新加速前進（由于此時小車速度較低，不能夠全速，即實現(xiàn)減速功能）。以上3個狀態(tài)在1s內(nèi)只能夠觸發(fā)一次，當小車再次進入此狀態(tài)時，小車將會停止。即實現(xiàn)在懸崖時安全停車的功能。（二）、性能改善提高軌跡適應(yīng)度由于小車的循跡原理和數(shù)量的限制，小車在直線行駛時，難以實現(xiàn)完全不擺頭的情況。若要小車在直線行駛的時候減少橫向擺動，一是增加傳感器的數(shù)量，如5個 7個從而實現(xiàn)更加精確的多級控制。二是盡量使小車的傳感器（中間兩個）的距離盡可能的貼近軌跡的寬度，在這種情況下，兩輪減少差速可以實現(xiàn)直線的高速運行，但是當兩輪的差速變小，小車的橫向扭力會減弱，在過彎時的控制力也會減弱，在非直道的情況下，第一級傳感器的減速小車將不能使小車完全擺正車身，觸發(fā)第二級傳感器的小車，會產(chǎn)生一個跟大的擺頭（此時車身將會s形前進，在特殊的情況下，有可能導(dǎo)致小車自激沖出跑道）。因此在小車的程序設(shè)計時，我采用的方案是寬傳感器間距，允許直線行駛擺頭，保證高扭矩轉(zhuǎn)向。測試小角度轉(zhuǎn)向時，小車一輪速度為6，一輪速度為1，軌道寬度2cm，1級傳感器寬度3cm。在通過直線軌時候小車將以一個低頻率的擺頭，穿過。在通過弧形軌道時，小車幾乎沒有停頓。在這種情況下，小車無需調(diào)整傳感器也能自動適應(yīng)軌道。 循跡小車LED顯示對應(yīng)的狀態(tài)左1左二\右一右二Xx5x66x6x8Xx停止*右轉(zhuǎn)右轉(zhuǎn)（小角度）*x5*前進***44左轉(zhuǎn)****4x左轉(zhuǎn)（小角度）****8x****后退（需要整理）偏量修正算法分析（重點）小車擺頭現(xiàn)象為了進一步修正小車擺頭的現(xiàn)象，使小車在轉(zhuǎn)向后盡快修正角度，引入新算法，增量式PD算法。（1）、思路分析由觀察可以發(fā)現(xiàn)，普通算法（普通算法，即第幾級傳感器檢測到后采取第幾級轉(zhuǎn)向的算法）的小車，直行時，由于其原理限制，其軌跡路線類似如圖所示，當前方，出現(xiàn)彎道或者速度過快時小車可能會產(chǎn)生嚴重的擺動。此時小車不對之前的狀態(tài)進行記錄也不對之后的判斷做預(yù)判。在多少情況下，由于其直行的狀態(tài)持續(xù)很短，因此其對于這種類似于正弦波的阻尼作用幾乎為0。 在這種情況下，我們將小車在左右兩個方向向上的運動近似于簡諧運動。 簡諧運動的停止受到摩擦力，空氣阻力的作用的影響。當空氣阻力變大時，震蕩能夠更快停止。這種原理也可以應(yīng)用到小車上。我們知道，小車的狀態(tài)變化大致如下（列一種情況，其他情況同理）。小車的狀態(tài)左右10 0 00 0 020 0 00 1 030 0 01 1 040 0 01 0 060 0 00 0 0高電平檢測到跑道，最外側(cè)傳感器僅在直角時觸發(fā)。 至此，小車震蕩的半個周期走完。從上圖可以發(fā)現(xiàn)，當小車從4進入5狀態(tài)時，小車其實保留了右往左的運動速度，但是由于小車正好運動到中間，因此小車的其實進入直行狀態(tài)是有問題的，由于保留了橫向速度，小車沿著下面的軌跡運行。（2）、為了模擬阻力的作用，首先引入k1 和 e（k）。kp 為比例參數(shù)，根據(jù)小車的實際情況進行調(diào)節(jié)。e（k）為每半個周期的偏移量的最大值為了記錄e（k）現(xiàn)在給偏移量編號權(quán)值01