一項基于光電管路徑識別的智能車系統(tǒng)設(shè)計

　　2 軟件設(shè)計

　　本系統(tǒng)的控制方案是根據(jù)路徑識別模塊和車速檢測模塊所獲得的當(dāng)前路徑和車速信息，控制舵機(jī)和直流驅(qū)動電機(jī)動作，從而調(diào)整智能車的行駛方向和速度。

　　圖7為系統(tǒng)程序流程圖。

　　智能模型車的路徑搜索算法（LineSearchingAlgorithm）是智能車設(shè)計中的關(guān)鍵部分。本系統(tǒng)路徑搜索算法采用簡單的switch語句，根據(jù)檢測到黑線的光電管的位置判斷舵機(jī)的偏轉(zhuǎn)角度，同時給出相應(yīng)的速度控制信號。

　　其程序流程圖如圖8所示。

　　3 實驗驗證

　　智能車路徑識別的關(guān)鍵在于快速地判斷彎道并快速、準(zhǔn)確地響應(yīng)。智能車行進(jìn)過程中，從長直道進(jìn)入連續(xù)彎道時，由于曲率變化很小，此時轉(zhuǎn)速的設(shè)定值較大，加之舵機(jī)響應(yīng)時間的限制，智能車極易脫離軌跡。采用加長轉(zhuǎn)臂的舵機(jī)及合理的路徑搜索算法，可以增強(qiáng)智能車對軌跡的跟隨性能。圖9所示為智能車尋跡連續(xù)彎道試驗效果圖。其中，粗線為所尋跡的黑線，細(xì)線為智能車實際運(yùn)行軌跡。

　　4 結(jié)語

　　本文設(shè)計了一個智能車控制系統(tǒng)，實現(xiàn)了快速自動尋跡功能。在硬件上，該系統(tǒng)采用MC9S12DG128B單片機(jī)為控制核心，協(xié)調(diào)電源模塊、路徑識別模塊、車速檢測模塊、舵機(jī)控制模塊及直流驅(qū)動電機(jī)控制模塊的工作；在控制算法上，采用路徑搜索算法和類PI控制算法實現(xiàn)對智能車的舵機(jī)轉(zhuǎn)角和電機(jī)轉(zhuǎn)速的控制。此外，系統(tǒng)還完成了對加長轉(zhuǎn)臂舵機(jī)的控制，實現(xiàn)了轉(zhuǎn)向伺服電機(jī)與車速的配合控制。實驗結(jié)果表明，該智能車系統(tǒng)響應(yīng)快，動態(tài)性能良好，整體控制性能良好。