智能汽車(chē)設(shè)計(jì)實(shí)踐——光電管型設(shè)計(jì)-資料下載頁(yè)
2025-01-07 17:33本頁(yè)面
【正文】 號(hào)，可以判斷出小車(chē)所處的位置。然后，根據(jù)小車(chē)的位置再對(duì)調(diào)整舵機(jī)進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整。 武漢科技大學(xué)信息科學(xué)與工程學(xué)院 轉(zhuǎn)角的控制 ?調(diào)整舵機(jī)的原則是：小車(chē)處于直道時(shí)，擺正舵機(jī)。小車(chē)處于彎道的曲率越大，則舵機(jī)轉(zhuǎn)角越大。除此之外，小車(chē)還會(huì)遇到黑色交叉線的特殊情況，對(duì)此，本系統(tǒng)將保持小車(chē)原有的方向與速度，使小車(chē)不受交叉線的干擾。如果小車(chē)轉(zhuǎn)過(guò)的彎過(guò)大，則可能使前排光電管全部偏離黑色軌跡，從而沒(méi)有一個(gè)光電管檢測(cè)到黑線，故應(yīng)使舵機(jī)保持原角度，讓小車(chē)急轉(zhuǎn)駛回正道。同時(shí)，將速度適當(dāng)降低，防止小車(chē)沖出軌跡。 武漢科技大學(xué)信息科學(xué)與工程學(xué)院 轉(zhuǎn)角的控制 ?這里采用比例和微分相結(jié)合的 PD控制方法。 ? （ 1）比例控制： 通過(guò)前面提取的 position與中心位置相減得到比例控制的偏差量，然后再根據(jù)偏差量的大小采用比例系數(shù)控制舵機(jī)轉(zhuǎn)向。 ? （ 2）微分控制： 通過(guò)存儲(chǔ)連續(xù) 20次采樣所得到的黑線位置，可以計(jì)算出相應(yīng)的黑線位置變化率，進(jìn)而根據(jù)這個(gè)變化率的大小，來(lái)調(diào)整微分系數(shù)，以控制舵機(jī)轉(zhuǎn)向。 武漢科技大學(xué)信息科學(xué)與工程學(xué)院 車(chē)速的控制 ?因?yàn)樾≤?chē)比賽的賽道是未知的，彎道的分布情況也不能確定，小車(chē)可能頻繁地進(jìn)出彎道，不停地調(diào)整速度來(lái)適應(yīng)不同軌跡。所以，需要對(duì)智能車(chē)的速度進(jìn)行閉環(huán)控制，使得小車(chē)的速度能夠頻繁地變化，且能在很短的時(shí)間內(nèi)由當(dāng)前速度轉(zhuǎn)變?yōu)槠谕霓D(zhuǎn)速。基于這幾點(diǎn)的考慮，可以考慮利用MC9S12DG128單片機(jī)的模糊指令集。 武漢科技大學(xué)信息科學(xué)與工程學(xué)院 路徑記憶算法 ?由于傳感器看到賽道的長(zhǎng)度有限，不能很好地對(duì)賽道狀況進(jìn)行預(yù)測(cè)，因此，如果小車(chē)在跑第一圈的時(shí)候能夠記下賽道全部路徑信息，在第二圈的時(shí)候則能夠根據(jù)第一圈的記憶信息輔助控制，在相同條件下將比不使用賽道記憶的智能車(chē)更具有優(yōu)勢(shì)。 武漢科技大學(xué)信息科學(xué)與工程學(xué)院 路徑記憶算法 ?成功實(shí)現(xiàn)賽道記憶算法，必須具備以下五個(gè)條件 ? 賽車(chē)必須識(shí)別起跑線。 ? 賽車(chē)需要在第一圈記下正確的賽道信息。 ? 正確地濾波。 ? 賽車(chē)必須擁有足夠的存儲(chǔ)空間。 ? 賽車(chē)在第二圈如何應(yīng)用第一圈記下的信息。 武漢科技大學(xué)信息科學(xué)與工程學(xué)院 起跑線的檢測(cè) ?從圖 ，在兩條黑線之間有大約 2 cm的白色區(qū)域，可以通過(guò)識(shí)別這個(gè)特征信息，來(lái)區(qū)別起始線和十字交叉線。我們采用一排為五個(gè)的紅外光電管，中間三個(gè)之間的距離為 2 cm，旁邊兩個(gè)的距離為 5 cm，如圖 。 圖 起始線尺寸圖 圖 光電管排列圖 武漢科技大學(xué)信息科學(xué)與工程學(xué)院 賽車(chē)如何在第一圈記下正確的賽道信息 ?當(dāng)起跑線被檢測(cè)到后，開(kāi)始對(duì)賽道進(jìn)行記憶。我們采用的是分段式記憶算法，當(dāng)黑線的位置在中間某個(gè)區(qū)域內(nèi)則記為直道，在右面的區(qū)域則記為右彎道，在左面的區(qū)域則記為左彎道。我們利用編碼器記錄小車(chē)走過(guò)的路程，具體做法為：記錄編碼器的脈沖數(shù)，輸入到計(jì)數(shù)器當(dāng)中，進(jìn)而采用計(jì)數(shù)器的溢出中斷來(lái)對(duì)賽道進(jìn)行定距離記憶，當(dāng)計(jì)數(shù)器的脈沖數(shù)溢出時(shí)，這時(shí)計(jì)數(shù)器申請(qǐng)溢出中斷，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)賽道定距離記憶。當(dāng)?shù)诙螜z測(cè)到起始線時(shí)記憶結(jié)束。 武漢科技大學(xué)信息科學(xué)與工程學(xué)院 正確的濾波 ?濾波對(duì)賽道記憶而言是至關(guān)重要的，它決定了在第二圈時(shí)賽車(chē)的運(yùn)行路線和運(yùn)行速度，對(duì)賽道濾波需要分兩種情況，第一種就是在記憶過(guò)程中對(duì)賽道濾波，由于我們采用的是分段式記憶方法，當(dāng)某一段記到的脈沖數(shù)小于某個(gè)數(shù)時(shí)，這時(shí)我們把它歸為上一段。 武漢科技大學(xué)信息科學(xué)與工程學(xué)院 賽車(chē)在第二圈如何應(yīng)用第一圈記下的信息 ?根據(jù)第一圈記錄下來(lái)的信息，小車(chē)就可以提前預(yù)知直道還是彎道。對(duì)于直道，小車(chē)在道路的前段以常規(guī)的速度行駛，以便小車(chē)調(diào)整車(chē)身姿態(tài)，中段則以全速行駛，后段則提前減速到一個(gè)最佳的速度，為過(guò)彎道而做準(zhǔn)備。在彎道中，小車(chē)會(huì)根據(jù)第一圈記下來(lái)的不同曲率，以設(shè)定速度勻速行駛。特別的是，在過(guò)小 S彎時(shí)，可以人為地讓小車(chē)減小調(diào)節(jié)舵機(jī)的大小，這樣小車(chē)便能以近似直道沖過(guò)去。 武漢科技大學(xué)信息科學(xué)與工程學(xué)院 賽車(chē)在第二圈如何應(yīng)用第一圈記下的信息 ?記憶算法流程圖如圖 。 圖 記憶算法流程圖
環(huán)評(píng)公示相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號(hào)-1