光電循跡智能小車剖析

《基于光電導(dǎo)航無(wú)人駕駛智能車》參賽人員：張言引韓森濤周天宇指導(dǎo)教師：楊有松教師爭(zhēng)論內(nèi)容本次競(jìng)賽我們爭(zhēng)論的智能車要實(shí)現(xiàn)從起點(diǎn)動(dòng)身，經(jīng)過(guò)5個(gè)十字或丁字路口左、右轉(zhuǎn)向或直行后快速、穩(wěn)定、準(zhǔn)確的進(jìn)入指定位置停車并發(fā)出聲光信號(hào)。傳感器信號(hào)采集處理單片機(jī)的掌握算法及執(zhí)行動(dòng)力電機(jī)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)向舵機(jī)掌握爭(zhēng)論內(nèi)容爭(zhēng)論方案對(duì)于小車的選擇與設(shè)計(jì)我們承受四驅(qū)動(dòng)前輪轉(zhuǎn)向的小車平臺(tái)。它具有加速快、行駛平穩(wěn)的特點(diǎn)，對(duì)于提高小車快速、平穩(wěn)的行駛有很大的幫助。車體構(gòu)造如下圖平臺(tái)傳感器分部爭(zhēng)論方案依據(jù)競(jìng)賽的要求我們將承受以MC9S12DG128為核心的增加型16位單片機(jī)進(jìn)展掌握，實(shí)現(xiàn)對(duì)智能車的直行、轉(zhuǎn)向、入庫(kù)停車的掌握。它包括兩個(gè)8路10位精度A/D轉(zhuǎn)換器和4路8位脈寬調(diào)制模塊〔PWM〕，足以滿足我們的需要。下面為具體的掌握導(dǎo)航方案模塊圖舵機(jī)打角電機(jī)停車指示信號(hào)電力驅(qū)動(dòng)芯片直行傳感器信號(hào)采集轉(zhuǎn)向傳感器信號(hào)采集信號(hào)放大處理器單片機(jī)爭(zhēng)論方案信號(hào)的采集與處理；〔1〕檢測(cè)方法：我們承受兩側(cè)檢測(cè)法及通過(guò)兩翼的傳感器實(shí)時(shí)掃描兩側(cè)路線如以下圖所示。紅線為道路邊界線，圓點(diǎn)為傳感器接收去；黃點(diǎn)為能接收到信號(hào)黑點(diǎn)為接受不到。直行轉(zhuǎn)彎爭(zhēng)論方案信號(hào)采集原理：通過(guò)使用具有定向發(fā)光、單色性好、亮度高的ULN2023+74HC238組合的驅(qū)動(dòng)電路的一體激光傳感器〔包括：激光放射管和接收器〕放射特定波長(zhǎng)的光來(lái)檢測(cè)兩側(cè)路邊，并由路面及路界不同的顏色對(duì)單色光的反射率不同確保信號(hào)采集的準(zhǔn)確性。再依據(jù)激光傳感器接收到不同的光照后會(huì)有不同的阻值從而使采集回來(lái)的信號(hào)是有高，低電平組成〔我們用0表示低電平1表示高電平〕。激光傳感器一體傳感器爭(zhēng)論方案自身干擾的排解：并在接收器上安裝肯定長(zhǎng)度的黑色圓筒管及調(diào)焦器使每個(gè)接收器只接收特定區(qū)域的信號(hào)、排解傳感器自身的干擾如以下圖所示。

爭(zhēng)論方案自然光的排解：通過(guò)調(diào)整波長(zhǎng)來(lái)排解干擾。爭(zhēng)論方案信號(hào)處理：對(duì)于單片機(jī)來(lái)說(shuō)凹凸電平的區(qū)分率不高，所以將采集到的信號(hào)通過(guò)放大器放大后再輸入單片機(jī)內(nèi)。信號(hào)的輸入也是有凹凸電平組成，我將兩翼六個(gè)接收器采集的信號(hào)組成一個(gè)個(gè)數(shù)字字符串作為智能車位置的信號(hào)爭(zhēng)論方案3.智能車的導(dǎo)航；〔1〕直行：經(jīng)過(guò)信號(hào)的采集、處理后得到多組信息，我們將這些信息分類后得到如下表所示的車身位置及需要發(fā)出的指令：爭(zhēng)論方案智能車的導(dǎo)航；〔2〕轉(zhuǎn)向：分為預(yù)備路段和轉(zhuǎn)向路段；預(yù)備階段：當(dāng)小車到達(dá)轉(zhuǎn)向路口前時(shí)，具有前瞻性的激光傳感器會(huì)探測(cè)到如下幾組信號(hào)110011；000000；000000當(dāng)檢測(cè)到這一系列信號(hào)時(shí)開(kāi)頭減速，直到到達(dá)預(yù)設(shè)轉(zhuǎn)向速度后并以這一速度勻速行駛；轉(zhuǎn)向階段：當(dāng)小車接收到轉(zhuǎn)向信號(hào)的同時(shí)進(jìn)展打角轉(zhuǎn)向同時(shí)也進(jìn)展路程的測(cè)量。當(dāng)計(jì)程器計(jì)滿轉(zhuǎn)向過(guò)程中弧線路程便撤銷轉(zhuǎn)向舵機(jī)指令，計(jì)程器回零〔確保對(duì)下次轉(zhuǎn)向無(wú)干擾〕。由于路段都是90度轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)向預(yù)備階段下車為預(yù)備階段，上車為轉(zhuǎn)向階段轉(zhuǎn)向準(zhǔn)備階段下車為準(zhǔn)備階段，上車為轉(zhuǎn)向階段爭(zhēng)論方案智能車的導(dǎo)航；〔3〕入庫(kù)停車：入庫(kù)方案和轉(zhuǎn)向方案類似只是把他的入庫(kù)速度調(diào)至較慢以確保其準(zhǔn)確性。當(dāng)小車進(jìn)入以慢速進(jìn)入車庫(kù)時(shí)隨即光電開(kāi)光傳感會(huì)接收到車庫(kù)發(fā)來(lái)的停車信號(hào)并傳給單片機(jī)進(jìn)展馬上制動(dòng)停車并發(fā)出聲光信號(hào)。爭(zhēng)論方案智能車的驅(qū)動(dòng)與掌握；〔1〕驅(qū)動(dòng)：由于小車在入庫(kù)后要自動(dòng)停車為簡(jiǎn)潔的到達(dá)這一目的我們承受“有制動(dòng)電流通路的不行逆pwm電路”驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)來(lái)驅(qū)動(dòng)電機(jī)工作。其原理圖如下：爭(zhēng)論方案〔2〕速度掌握；由光電編碼器采集到的當(dāng)前速度轉(zhuǎn)變?yōu)閜wm信號(hào)傳給單片機(jī)進(jìn)展所需速度的調(diào)整。由于單片機(jī)帶有pwm輸出端口，pwm波獵取便利，為了加強(qiáng)敏捷性，能實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)變掌握量，所以我們利用pwm脈寬與速度的對(duì)應(yīng)關(guān)系對(duì)電機(jī)進(jìn)展掌握。爭(zhēng)論方案智能車的驅(qū)動(dòng)與掌握；〔3〕轉(zhuǎn)向掌握：由傳感器采集到信號(hào)處理后傳給單片機(jī)，再由單片機(jī)輸出pwm信號(hào)給舵機(jī)進(jìn)展打角，〔4〕停車掌握：當(dāng)小車進(jìn)入車庫(kù)時(shí)便承受到車庫(kù)內(nèi)發(fā)出的停車命令后傳給單片機(jī)處理后發(fā)出停車命令及聲光信號(hào)。擬解決的關(guān)鍵問(wèn)題信號(hào)的準(zhǔn)確采集單片機(jī)的應(yīng)用電路設(shè)計(jì)，特色