基于電磁傳感器的智能車控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

3 系統(tǒng)的軟件部分設(shè)計(jì)
3．1 軟件流程設(shè)計(jì)
控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)基于Metrowerks Code Warrior5．1編程環(huán)境，使用C語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)。圖9為控制系統(tǒng)軟件流程圖。

3．2 賽道識(shí)別算法
智能車工作時(shí)首先通過(guò)4個(gè)“一”字形排列的電磁傳感器陣列檢測(cè)軌跡黑線的當(dāng)前位置，然后根據(jù)檢測(cè)結(jié)果判斷智能車與軌跡偏離的情況。本系統(tǒng)采用模擬檢測(cè)法。具體算法為：首先，將AD值做歸一化處理，即根據(jù)各個(gè)傳感器接收賽道的最高電壓和最低電壓，計(jì)算出各個(gè)傳感器的相對(duì)值，最后來(lái)計(jì)算賽道中心位置。信號(hào)歸一化的方法如下：

求取電壓值最大的傳感器位置，然后和它周圍兩個(gè)傳感器采樣值進(jìn)行加權(quán)計(jì)算即求得小車的偏差。這種算法空間分辨率可以達(dá)到2mm，而且受電流變化的影響比較少，適合小車穩(wěn)定的檢測(cè)要求。
3．3 車體控制算法
車體控制算法是整個(gè)系統(tǒng)的核心，它直接關(guān)系到小車的表現(xiàn)。在經(jīng)過(guò)對(duì)傳感器信息的處理后，利用電磁傳感器采集的路徑形狀信息來(lái)控制轉(zhuǎn)向舵機(jī)和行進(jìn)電機(jī)的輸出量，其中轉(zhuǎn)向舵機(jī)采用PD控制算法，驅(qū)動(dòng)電機(jī)的控制采用PID控制算法。車速采用閉環(huán)控制，由PID控制器調(diào)節(jié)，其輸入量為目標(biāo)速度值與當(dāng)前速度值的差值，目標(biāo)速度根據(jù)當(dāng)前的路況信息以及路況更迭信息確定，PID調(diào)節(jié)器的輸出即為與行進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)速成比例的數(shù)值，經(jīng)處理后，得到與所需速度相對(duì)應(yīng)的PWM脈寬信號(hào)。根據(jù)賽道的不同路況信息，系統(tǒng)采用不同的速度給定值，并且在同一路況下，根據(jù)小車水平偏差量和水平偏差速度對(duì)速度給定值進(jìn)行修正，保證其平穩(wěn)而快速地行駛。

4 結(jié)束語(yǔ)
本文介紹了應(yīng)用Freescale16位單片機(jī)MC9S12XS128實(shí)現(xiàn)自動(dòng)巡線智能車的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)。經(jīng)多次調(diào)試運(yùn)行，該智能車在正確尋跡的前提下，彎道速度可以達(dá)到1．5m／s，而在直道上，智能車的速度可以達(dá)到2m／s，表明系統(tǒng)設(shè)計(jì)可靠，智能車運(yùn)行良好。