【正文】 丟線 { lostflag=1。 /*************************全部丟線*********************************/ if(lostleft amp。 if(37) { lostleft=1。 } } /*************************丟線判斷***********************************/ if(83) { lostright=1。i++) //右邊黑線掃描 { if(CompareA[i]230) { =i。 } } for(i=CoordinateRight。i) //左邊黑線掃描 { if(CompareA[i]230) { =i。 //速度控制D變量/*************************左右邊線掃描*********************************/ for(i=CoordinateLeft。 //速度控制P變量 = Dat_I。 unsigned char static blockdelayflag。 //歷史數(shù)組 unsigned char static Distance。 //歷史數(shù)組 unsigned char static HistoryDataL[10]={63,63,63,63,63,63,63,63,63,63}。 //右邊線標(biāo)志位 unsigned char static lostright=0。 //左邊線標(biāo)志位 unsigned char static lostleft=0。 //掃描左起點(diǎn) unsigned char static CoordinateRight=65。舵機(jī)控制算法 變量：灰度數(shù)組0，灰度平均值******************/void BlackCapture(unsigned char *CompareA,unsigned char CompareB){ unsigned char i。 if(!setup5_GetVal()) { } if(!setup6_GetVal()) { } if(!setup7_GetVal()) { } } else LED1_PutVal(1)。 //開啟起跑線掃描 //Stop_Disable()。 //最低速度 bangbangset=10。 //目標(biāo)速度 highspeed=140。 //差速 Pj=35。 //舵機(jī)B D=70。 //電機(jī)D A=。 //電機(jī)P Dat_I=。 /**********************C*********************/ if(!setup4_GetVal()) //C模式 { LED4_PutVal(0)。 //開啟起跑線掃描 //Stop_Disable()。 //最低速度 bangbangset=10。 //目標(biāo)速度 highspeed=140。 //差速 Pj=35。 //舵機(jī)B D=70。 //電機(jī)D A=。 //電機(jī)P Dat_I=。 /**********************B*********************/ if(!setup3_GetVal()) //B模式 { LED3_PutVal(0)。 //開啟起跑線掃描 //Stop_Disable()。 //最低速度 bangbangset=10。 //目標(biāo)速度 highspeed=130。 //差速 Pj=35。 //舵機(jī)B D=70。 //電機(jī)D A=。 //電機(jī)P Dat_I=。 /**********************A*********************/ if(!setup2_GetVal()) //A模式 { LED2_PutVal(0)。 //舵機(jī)PD變量float static Pc=,Pj=35。 //棒棒閾值float static Dat_P=,Dat_I=,Dat_D=。 //電機(jī)最大速度 unsigned char static lowspeed=50。 //停車標(biāo)志unsigned char static needforspeed=80。 //提速標(biāo)志unsigned char static delayflag=0。 //降速標(biāo)志unsigned char static lostflag=0。extern volatile unsigned int Motor2Speed。unsigned char BaQi[6]={0,0,0,0,0,0}。unsigned int TimerCnt10ms = 0。 //速度值}。 //舵機(jī)角度signed long int Pwm。 //電機(jī)最高速度unsigned int lowspeed。 //右黑線位置unsigned int rightPoint。 //像素點(diǎn)unsigned char Average。 //舵機(jī)中值 signed int midPoint。 //實(shí)際速度unsigned int ActualAngle。 //積分值 unsigned int Voltage。 //前一個(gè)誤差 float Kp,Ki,Kd。 //設(shè)置速度 signed int Error。對(duì)專業(yè)知識(shí)的掌握程度還不夠，考慮的問題也不夠全面，小車中的一些問題沒有得到圓滿解決，但我們也沒有讓那通宵達(dá)旦調(diào)車的日日夜夜的努力白費(fèi)，小車在東北賽區(qū)也沒有表現(xiàn)得讓人失望，在即將來臨的大賽前我們依然有足夠的信心相信小車仍然表現(xiàn)得不會(huì)令人失望。通過該系統(tǒng)，我們可以綜合智能汽車實(shí)際行駛中的信息，分析得出最優(yōu)控制策略，進(jìn)而得到最優(yōu)控制策略。最終形成了比較成熟的版本。上位機(jī)軟件隨著智能汽車調(diào)試進(jìn)度做了很多版本。智能汽車實(shí)時(shí)監(jiān)測系統(tǒng)用C開發(fā)完成。通過該系統(tǒng)，我們可以實(shí)時(shí)了解到智能汽車的實(shí)際行駛路線，并且能夠監(jiān)測智能汽車在行駛過程中轉(zhuǎn)角、傳感器狀態(tài)及速度等相關(guān)信息。我們開發(fā)了用于監(jiān)測智能汽車實(shí)時(shí)狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)測系統(tǒng)，大大提高了調(diào)試效率。通過組委會(huì)提供的CodeWarrior 編譯軟件的在線調(diào)試功能，可以得到大量的信息，為智能汽車的調(diào)試提供了很大的幫助。第五章 開發(fā)工具、制作、安裝、調(diào)試過程程序的開發(fā)是在組委會(huì)提供的CodeWarrior 下進(jìn)行的，包括源程序的編寫、編譯和鏈接，并最終生成可執(zhí)行文件。對(duì)小S彎道可按直道處理， 便可提速節(jié)省時(shí)間，路線如圖44所示。在整定時(shí)，先置微分時(shí)間為零，在第二步整定基礎(chǔ)上增大，同樣地相應(yīng)改變比例系數(shù)和微分時(shí)間，逐步試湊以獲得滿意的調(diào)節(jié)效果和控制參數(shù)。如果在比例控制基礎(chǔ)上系統(tǒng)靜差不能滿足設(shè)計(jì)要求，則加入積分環(huán)節(jié)，整定時(shí)首先置積分時(shí)間為很大值，并將經(jīng)第一步整定得到的比例系數(shù)略微縮小（），然后減小積分時(shí)間，使得在保持系統(tǒng)良好動(dòng)態(tài)的情況下，靜差得到消除，在此過程中，可根據(jù)響應(yīng)曲線的好壞反復(fù)改變比例系數(shù)和積分時(shí)間，以期得到滿意的控制過程，得到整定參數(shù)。試湊法的具體實(shí)施過程為：整定比例部分，將比例系數(shù)由小變大，并觀察相應(yīng)的系統(tǒng)響應(yīng)，直至得到反應(yīng)快、超調(diào)小的響應(yīng)曲線。此外，微分反應(yīng)的是變化率，而當(dāng)輸入沒有變化時(shí)，微分作用輸出為零。在微分時(shí)間選擇合適情況下，可以減少超調(diào)，減少調(diào)節(jié)時(shí)間。微分調(diào)節(jié)（D）作用：微分作用反映系統(tǒng)偏差信號(hào)的變化率，具有預(yù)見性，能預(yù)見偏差變化的趨勢，因此能產(chǎn)生超前的控制作用，在偏差還沒有形成之前，已被微分調(diào)節(jié)作用消除。反之Ti大則積分作用弱，加入積分調(diào)節(jié)可使系統(tǒng)穩(wěn)定性下降，動(dòng)態(tài)響應(yīng)變慢。因?yàn)橛姓`差，積分調(diào)節(jié)就進(jìn)行，直至無差，積分調(diào)節(jié)停止，積分調(diào)節(jié)輸出一常值。比例作用大，可以加快調(diào)節(jié)，減少誤差，但是過大的比例，使系統(tǒng)的穩(wěn)定性下降，甚至造成系統(tǒng)的不穩(wěn)定。試湊不是盲目的，而是在控制理論指導(dǎo)下進(jìn)行的。在本方案中，使用試湊法來確定控制器的比例、積分和微分參數(shù)。在小車跑動(dòng)中，因?yàn)椴恍枰紤]小車之前走過的路線，所以，我們舍棄了I控制，將小車舵機(jī)的PID控制簡化成PD控制。相對(duì)于其他的控制方式，在成熟性和可操作性上都有著很大的優(yōu)勢。圖42 PID控制工作原理PID控制策略其結(jié)構(gòu)簡單，穩(wěn)定性好，可靠性高，并且易于實(shí)現(xiàn)。所以現(xiàn)在本系統(tǒng)參考實(shí)際駕駛時(shí)的一些經(jīng)驗(yàn)，對(duì)過彎速度的處理方式確定為：入彎時(shí)急減速，以得到足夠的調(diào)整時(shí)間，獲得正確的轉(zhuǎn)向角度；在彎道內(nèi)適當(dāng)提速，并保持角度不變，為出彎時(shí)的加速節(jié)約時(shí)間；出彎時(shí)，先準(zhǔn)確判斷標(biāo)志，然后加速，雖然會(huì)耗費(fèi)一些時(shí)間，但是面對(duì)連續(xù)變向彎道可以減少判斷出錯(cuò)的概率，保證行駛狀態(tài)的穩(wěn)定性，而且彎道內(nèi)的有限加速對(duì)后面的提速也有很大的幫助。正如前面說到的那樣，不聯(lián)系路徑和轉(zhuǎn)向角度，只是單純地分析過彎速度，會(huì)造成思路的局限甚至錯(cuò)誤。簡單而言，我們會(huì)采取入彎減速，出彎加速的方案，這樣理論上可以減少過彎時(shí)耗費(fèi)的時(shí)間。在考慮轉(zhuǎn)向角度設(shè)置時(shí)需要注意以下幾個(gè)問題：對(duì)于檢測賽道偏移量的傳感器而言，在增量較小時(shí)的轉(zhuǎn)向靈敏度；檢測到較大彎道時(shí)的轉(zhuǎn)向靈敏度；對(duì)于類似 S 彎的變向連續(xù)彎道的處理。轉(zhuǎn)向角度決定了車輛過彎的穩(wěn)定性。切內(nèi)道，路經(jīng)最短，但是如果地面附著系數(shù)過小會(huì)導(dǎo)致車輛出現(xiàn)側(cè)滑的不穩(wěn)定行駛狀態(tài)，原因是切內(nèi)道時(shí)，曲率半徑過小，同時(shí)速度又很快，所以模型車需要的向心力會(huì)很大，而賽道本身是平面結(jié)構(gòu)，向心力將全部由來自地面的摩擦力提供，因此賽道表面的附著系數(shù)將對(duì)賽車的運(yùn)行狀態(tài)有很大影響。在車輛進(jìn)彎時(shí)，需要對(duì)三個(gè)參數(shù)進(jìn)行設(shè)定：切彎路徑、轉(zhuǎn)向角度、入彎速度。在得到正確灰度圖像后，二值化程度的關(guān)鍵就在閥值的設(shè)定。因?yàn)橘惖朗沁B續(xù)的不會(huì)出現(xiàn)突變，以這種方法進(jìn)行檢測可大大減少單片機(jī)處理時(shí)間并降低錯(cuò)誤概率，并且不會(huì)誤把起跑線識(shí)別為邊線，該方法稱為邊緣跟蹤算法。主要流程圖：系統(tǒng)供電圖像采集圖像處理判斷有效性 否 舵機(jī)打角計(jì)算 是 電機(jī)轉(zhuǎn)速計(jì)算速度反饋結(jié)束圖41 系統(tǒng)軟件流程圖在進(jìn)行圖像的二值化之后，即開始對(duì)賽道的特征即黑線進(jìn)行提取，由于引導(dǎo)黑線在賽道兩邊，也就是說邊線將更難以檢測，而且在轉(zhuǎn)彎的時(shí)候更容易出現(xiàn)丟線的情況。我們?cè)O(shè)計(jì)的智能車系統(tǒng)采用CCD進(jìn)行賽道識(shí)別，圖像采集及校正處理就成了整個(gè)軟件的核心內(nèi)容。在電路設(shè)計(jì)中將所有器件集中于一塊電路板上，避免了使用導(dǎo)線或杜邦線進(jìn)行各個(gè)部分之間的電氣連接，從而減小了因?qū)Ь€接觸不良或杜邦線接口松動(dòng)造成的系統(tǒng)不穩(wěn)定。舵機(jī)供電電路如圖36：圖36 舵機(jī)供電電路圖37起跑線檢測電路硬件部分是小車的基礎(chǔ)，只有硬件電路功能完好，穩(wěn)定，才能使小車系統(tǒng)正常工作。編碼器供電電路如圖35所示：圖35 編碼器供電電路，我們選用LM2576adj，它是輸出電壓可調(diào)型，其技術(shù)參數(shù)為：，,輸出電流3A，具有熱關(guān)閉和限流保護(hù)功能。 LM2940是一個(gè)低壓差穩(wěn)壓器，旨在提供一個(gè)典型的500mV的壓差電流高達(dá)1A的輸出電壓最大1V。如圖34。并且沒有出現(xiàn)高頻PWM驅(qū)動(dòng)不了的情況，比以前有效的減小了電機(jī)的震動(dòng)。但在后來的測試中發(fā)現(xiàn)該電路在輸入PWM高于5KHz時(shí)需要50%以上的占空比才能使電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，但在低頻時(shí)PWM波將會(huì)使電機(jī)產(chǎn)生較為強(qiáng)烈的震動(dòng)，故后來放棄了這種方案。我們最初使用的是IGBT，MOSFET驅(qū)動(dòng)專用光耦TLP250與IRF3205搭建H橋來進(jìn)行對(duì)RS540電機(jī)的驅(qū)動(dòng)，如圖37。電機(jī)轉(zhuǎn)速與電壓成正比，轉(zhuǎn)矩與電流成正比。線性ccd TSL1401如圖32所示：圖32 ＴＳＬ１４０１ 對(duì)于整個(gè)車來說，單片機(jī)是最核心的東西了，就像是一個(gè)人的大腦一樣，所以對(duì)于單片機(jī)的穩(wěn)壓電源莫過于是最重要的了，我們?cè)陂_始的時(shí)候產(chǎn)用了7805，5v穩(wěn)壓芯片，但由于該芯片不太穩(wěn)定，電流較小，而且單片機(jī)對(duì)穩(wěn)壓芯片要求非常嚴(yán)格，經(jīng)過試驗(yàn)我們還是采用了與ccd一樣的穩(wěn)壓芯片tps76850來給單片機(jī)進(jìn)行供電。ccd由鏡頭、圖像傳感芯片和外圍電路構(gòu)成。對(duì)于單片機(jī)來說，ccd分辨率不是越高越好。CCD供電線路圖如圖31所示：