基于光電管路徑識別的智能車系統設計

1.4 車速檢測模塊

車速檢測模塊采用韓國Autonics公司的E30S-360-3-2型旋轉編碼器作為車速檢測器件。該旋轉編碼器硬件電路簡單、信號采集速度快，360線的精度足以滿足PI控制算法調節的需要。旋轉編碼器與直流驅動電機通過齒數為1:1的兩齒輪連接在一起，所以智能車車輪轉動一圈即可以用360個脈沖表示。因此一定時間內單片機累加器獲得的脈沖數值可以用來表示車速，并可直接作為控制器參數。圖4為車速檢測模塊硬件電路圖。

1.5 舵機控制模塊

本系統使用SANWASRM102型舵機完成智能車轉向。舵機屬于位置伺服電機，控制信號是MC9S12DG128單片機產生的PWM信號。舵機自身硬件特性決定：在給定電壓一定時，空載和帶載時的角速度分別保持恒值，而線速度，正比于轉臂的長度R。當舵機所需轉動幅度一定時，長轉臂要比短轉臂轉動的角度小，即響應更快。如圖5所示，對于轉臂1和2，當R1。因此對于相同的角速度，可得轉臂響應時間t1>t2。顯然利用舵機的轉距余量可以提高系統整體的響應速度。

智能車在行駛過程中，舵機的響應時間決定著系統的穩定性及快速性。為了減小舵機的時滯現象，充分利用舵機的轉矩余量，本系統采用了以下三種方法：

(1)提高舵機工作電壓，使其工作在額定電壓之上，從而減小舵機的響應時間;

(2)將舵機轉臂加長至3.5cm，充分利用轉矩余量;

(3)將兩個8位PWM寄存器合并為一個16位PWM寄存器，將舵機的PWM控制周期放大至2000，從而細化PWM控制量，使轉臂變化更加靈活、均勻。