【正文】 表 入庫(kù)時(shí)間偏差 方案一 第 1 次 第 2 次 42s 39s 方案二 35s 未進(jìn)入 。 22 表 小車(chē) 的相關(guān)運(yùn)動(dòng)參數(shù)測(cè)量 數(shù)據(jù)表 A 到 C 的時(shí)間 B 到 C 的時(shí)間 在 C停留時(shí)間 金屬塊距出發(fā)線(xiàn)的距離 L1 L2 L3 實(shí)際值 ———— ———— ———— 測(cè)量值 6s 5s 6s 下表為方案一和方案二小車(chē)從障礙區(qū)到車(chē)庫(kù)運(yùn)動(dòng)參數(shù)測(cè)量。 下表為直道區(qū)和彎道區(qū)小車(chē)的相關(guān)運(yùn)動(dòng)參數(shù)測(cè)量。 20 ms ms 圖 4. 3 一體化紅外接收頭輸出波形 整體聯(lián)調(diào) 在直道區(qū)和彎道區(qū)，兩方案是一樣的，區(qū)別在障礙區(qū)到車(chē)庫(kù)的過(guò)程和策略。 3． 脈沖數(shù)與行進(jìn)距離的校正 整形后 A、 B 路同步輸出波形對(duì)比測(cè)試波形示意圖如下： V 圖 4. 2 整形后 A 、 B 路同步輸出波形對(duì)比圖 有實(shí)驗(yàn)測(cè)得 A、 B 兩路光電對(duì)管輸出信號(hào)具有較為準(zhǔn)確的相位差，由此得出結(jié)論，可以可以采用判別編碼盤(pán)來(lái)測(cè)量轉(zhuǎn)動(dòng)方向。 其它： PC 機(jī) ， 用于調(diào)試軟件及整理文檔 ， 調(diào)試數(shù)據(jù)及分析 尋線(xiàn) 表 光電管輸出電壓調(diào)試數(shù)據(jù)表 左 中 右 黑色 第 1 次 第 2 次 白色 第 1 次 第 2 次 脈沖 1． 編碼盤(pán) 光電管輸出電壓 表 光電管輸出電壓數(shù)據(jù)表 （ Vcc=5V，發(fā)射管電流 10mA） ?? KR 272 ?? KR 472 有阻擋 第 1 次 第 2 次 第 1 次 第 2 次 無(wú)阻擋 第 1 次 第 2 次 第 1 次 第 2 次 經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)得 R2=27K 時(shí)，光電管的輸出電壓范圍較大，所以可以采用。 用于研發(fā)期各路供電。 編程器： ICCAVR。 測(cè)距離： 313 型鋼卷尺 ， 用于測(cè)量行車(chē)距離和停車(chē)距離。 20 4 調(diào)試過(guò)程及測(cè)試數(shù)據(jù)分析 調(diào)試儀器儀表 設(shè)計(jì)及測(cè)試中所用的儀器及工具主要有： 測(cè)頻率： HCF1000Ｌ 微型數(shù)字頻率計(jì) ， 用于記錄車(chē)輪光電采樣頻率 ， 進(jìn)而計(jì)算行車(chē)距離。 這種方式 較好地解決了小車(chē)脫離引導(dǎo)線(xiàn)之后的運(yùn)行控制的問(wèn)題。 尋光雷達(dá) 及小車(chē)位姿控制 由于從 C 點(diǎn)到車(chē)庫(kù)一段，小車(chē)的運(yùn)行失去了引導(dǎo)線(xiàn)的作用，所以，設(shè)計(jì)中采用了 360精位 繞 線(xiàn)電位器 作為小車(chē)運(yùn)行角度參數(shù)反饋器件，該器件 的運(yùn)行方式近似與雷達(dá)，我們給它取名為尋光雷達(dá) 。如果某些值太小或者太大就認(rèn)為是無(wú)效值，再將有效的幾組值求其平均值，再與閥值進(jìn)行比較。因?yàn)橛型饨绲母蓴_和接收電路的延時(shí)，即使你發(fā)射出完全相同的十組信號(hào)，接收時(shí)也有所不同，基本上沒(méi)有兩組信號(hào)是完全相同，而且還有可能收到多于十組的信號(hào)（雖然這個(gè)是小概率事件），這時(shí)只能用軟件進(jìn)行排除和更正。與傳統(tǒng)的動(dòng)態(tài)顯示方式和靜態(tài)顯示方式相比，該電路具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)潔、功能性強(qiáng)、成本低、編程簡(jiǎn)單的特點(diǎn)，通過(guò)試運(yùn)行，證明該電路設(shè)計(jì)是非常成功的。 串行掃描實(shí)現(xiàn)的人機(jī)接口 串行工作方式使該功能模塊的引線(xiàn)少，便于長(zhǎng)線(xiàn)安裝，有利于實(shí)際應(yīng)用系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。 IN1IN4 輸入引腳為標(biāo)準(zhǔn) TTL 邏輯電平信號(hào)，用來(lái)控制 H 橋的開(kāi)與關(guān)即實(shí)現(xiàn)電機(jī)的正反轉(zhuǎn)， ENA、 ENB 引腳則為使能控制端，用來(lái)輸入 PWM信號(hào)實(shí)現(xiàn)電機(jī)調(diào)速。 Vss 接邏輯控制的電源。 L298 是雙 H 橋高電壓大電流集成電路。 18 開(kāi)始 記錄行駛距離 S 1 檢測(cè)到信號(hào)？ Y 圖 2. 1 9 鐵片位置測(cè)定軟件流程圖 檢測(cè)信號(hào)停止？ Y N N 保存 S 1 聲光信息顯示 保存距離 S 2 計(jì)算鐵片距離 保存數(shù)據(jù) 結(jié)束 電機(jī)驅(qū)動(dòng)單元 整個(gè)電機(jī)控制電路由上圖所示的閉合環(huán)路構(gòu)成， PWM 輸出脈沖信 號(hào)經(jīng)雙 H 橋功率驅(qū)動(dòng)電路 L298 后接至左右輪電機(jī)，控制小車(chē)運(yùn)動(dòng)。 我們所選用的電感式鐵片傳感器的指標(biāo)為： 工作電壓： 530v； 檢測(cè)距離： 4mm： 工作方式：常開(kāi)； 安裝尺寸；圓形 直徑 12mm 鐵片位置及其長(zhǎng)度的測(cè)量方法示意圖如圖 。當(dāng)外界的金屬性導(dǎo)電物體接近這一磁場(chǎng)，并到達(dá)感應(yīng)區(qū)時(shí)，在金屬物體內(nèi)產(chǎn)生渦流效應(yīng)，從而導(dǎo)致 LC 震蕩電路震蕩減弱，振幅變小，即稱(chēng)之為阻尼現(xiàn)象。 震蕩器即是由纏繞在鐵氧體磁芯上的線(xiàn)圈構(gòu)成的 LC 震蕩電路。 鐵片檢測(cè) 鐵片的檢測(cè)用的是一體化電感式接近傳感器。當(dāng)采樣周期確定之后，計(jì)數(shù)單元向單片機(jī)輸出的數(shù)字量大小就反映了電機(jī)轉(zhuǎn)速的快慢。該相位上的差別通過(guò)鑒相電路就能區(qū)別出旋轉(zhuǎn)方向。均對(duì)準(zhǔn)透光孔，嚴(yán)格地相距半個(gè)透光孔寬度，這樣安裝使得碼盤(pán)旋轉(zhuǎn)時(shí)這兩只受光器測(cè)得 的信號(hào) V1 和 V2 在相位上總是差90 度（見(jiàn)圖 ）。脈沖的頻率與圓盤(pán)的小孔數(shù) N 及轉(zhuǎn)速 n 有關(guān)，即為： ? ?HznNfc 60?? （ 8） 其中， N 是固定的，故輸出脈沖頻率 fc 與轉(zhuǎn)速 n 成正比。圓盤(pán)與被測(cè)軸 相連，當(dāng)被測(cè)軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，圓盤(pán)跟著一起轉(zhuǎn)動(dòng)，在圓盤(pán)的兩側(cè)，裝有發(fā)光元件和感光元件。 圖 為增量式光電碼盤(pán)，它是一個(gè)旋轉(zhuǎn)的脈沖發(fā)生器，根據(jù)脈沖數(shù)目或頻率，可測(cè)出工作軸轉(zhuǎn)角及轉(zhuǎn)速。編碼器有增量式和絕對(duì)式兩種，按其結(jié)構(gòu)劃分，常用的有光電碼盤(pán)和電磁式碼盤(pán)。 開(kāi)始 探頭旋轉(zhuǎn)尋光 綜合計(jì)算 小車(chē)姿態(tài)信息 小車(chē)姿態(tài)調(diào)整 尋到了？ 結(jié)束 Y 圖 2. 16 尋 光 軟件流程圖 到終點(diǎn)？ Y N N 小車(chē)行駛速度、距離檢測(cè) 通常用編碼器檢測(cè)電機(jī)的速度。 + V cc + V out R L 光敏電阻 小孔 c 指示光源 圖 光傳感器的光路示意圖 其尋光原理電路框圖如下。軟件的主要工作原理是由 PD5 對(duì) NE555 輸出占空比為 25%的高電平，頻率為 1KHZ 的信號(hào)，再由 PD4 對(duì)數(shù)據(jù)選擇器（ SN74153）和譯碼器（ 74LS139）進(jìn)行選通， PD0 和 PD1 作為地址選擇端口，選擇譯碼器的 Q0、 Q Q2 端和數(shù)據(jù)選擇器的 IC0、 IC IC2 端，當(dāng)判斷有障礙物時(shí)，譯碼器的 Q3 被選中，并且發(fā)光二極管點(diǎn)亮。 P D5 P D 0 P D 1 P D 4（使能端口） Me g a8 P D 6 2803 5V 紅外一體化接收頭（ 1 ） 紅外一體化接收頭（ 2 ） 紅外一體化接收頭（ 3 ） 圖 2. 1 1 紅外測(cè)距系統(tǒng)硬件電路圖 發(fā)射的紅外線(xiàn) ?? ?? 完全接收的紅外線(xiàn) 不完全接收的紅外線(xiàn) 250us 400us 圖 2 .1 2 紅外信號(hào)收發(fā)原理圖 15 反射式紅外線(xiàn)障礙檢測(cè)系統(tǒng) 的軟件設(shè)計(jì) 反射式紅外線(xiàn)障礙檢測(cè)系統(tǒng)的軟件 流程圖如圖 。但實(shí)際上紅外一體化接收頭內(nèi)部電路要造成一部分信號(hào)延時(shí)，在發(fā)射頭與接收頭相隔很近的時(shí)候其輸出的應(yīng)該為 400ms 左右的低電平，而且這個(gè)低電平隨著距離的增加會(huì)有所降低，甚至消失。其原理是： 連續(xù)發(fā)出 10 組頻率為 1KHZ、占空比為 25%，載波頻率為 38KHZ 的信號(hào)。 報(bào)警部分：由發(fā)光管組成，主要功能是提示在規(guī)定的距離內(nèi)是否有障礙物。其工作原理如圖 所示。光電檢測(cè)和前置放大器都集成在其中，最主要是它能解調(diào)出與它中心頻率相符的信號(hào)。 接收部分：采用紅外化一體接收頭 NB1838。 初始化設(shè)備 黑色色值采樣 白色色值采樣 閥值計(jì)算 并存入 E E PR O M 啟動(dòng)小車(chē) 讀取閥值到數(shù)組 A / D 轉(zhuǎn)換完成中斷 記錄下時(shí)刻接收的色值 與閥值比較 標(biāo)志位置 1 標(biāo)志位置 0 姿態(tài)調(diào)整并結(jié)合位置反饋對(duì)小車(chē)進(jìn)行控制 小于閥值 大于閥值 圖 尋跡軟件流程圖 障礙檢測(cè) 及避障控制單元 反射式 紅外線(xiàn) 障礙檢測(cè) 系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì) 1．組成 該單元由發(fā)射部分、接收部分、單片機(jī)部分，報(bào)警部分四部分組成。這樣就可以實(shí)現(xiàn)一個(gè)自適應(yīng)的處理。這些閥值電平通過(guò) A/D 轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為數(shù)字量，將這些數(shù)字量保存到 SRAM 或 EEPROM 中就完成了采樣過(guò)程。對(duì)于每一個(gè)光電管，可以取它們采集到的深色電平值和淺色電平值的平均值，作為該光電管的閥值電平。 13 圖 尋線(xiàn)光電管排布 接收管 發(fā)射管 圖 模塊光 路圖 距地面 2— 3 c m 由于每個(gè)光電管的物理特性不一致，所以需要為每個(gè)光電管設(shè)置一個(gè)閥值電平，采樣時(shí)就要對(duì)每個(gè)光電管分別進(jìn)行采樣 。 圖 是一個(gè)光電管的模擬光路圖，它是反射式光電管，在距地面 2—3c