基于智能車非勻速行駛記憶算法的研究和實現(xiàn)

        3.1、初圈的控制和記憶：

　　智能車在行使第一圈時的主要目的就是記憶賽道信息特征，并進(jìn)行一定的處理。按常規(guī)方法小車需要勻速行駛，以便在固定的時間間隔或固定的路程間隔記憶相關(guān)的道路信息。本文在算法上進(jìn)行了改進(jìn)，第一圈行使時按照模糊控制算法計算相應(yīng)的速度和方向。在角度的控制上，由于前輪左右轉(zhuǎn)向力臂不同，導(dǎo)致左右轉(zhuǎn)角控制不一致，同時對于特定情況下PID有著響應(yīng)滯后的缺點，減低了系統(tǒng)的響應(yīng)度和靈敏度，因此本文取消了傳統(tǒng)意義上的PID控制算法，而采用更為準(zhǔn)確的模糊控制和遺傳算法。根據(jù)光電傳感器的個數(shù)來確定其量化的等級，再根據(jù)所要求的精度進(jìn)行細(xì)化。在不同賽道由于摩擦系數(shù)不同，轉(zhuǎn)角需要微調(diào)，在調(diào)試確定轉(zhuǎn)角時，除了根據(jù)當(dāng)前引導(dǎo)線的偏移外還需要根據(jù)當(dāng)前車的運動趨勢來綜合考慮，從而得到轉(zhuǎn)角的經(jīng)驗值。當(dāng)小車實際運行時，按照測試得到的傳感器偏移量，再通過查表就可獲得對應(yīng)的角度偏移值。小車的速度也是按照傳感器偏移情況和當(dāng)前小車的速度計算而得。

　　數(shù)據(jù)記憶時，采用了12個磁鋼的霍爾傳感器，車輪轉(zhuǎn)一圈得到12個計數(shù)，即使在速度很快的情況下響應(yīng)時間也是us級的，精度足夠滿足要求。

　　在非勻速的條件下，本文采用了新的數(shù)據(jù)存儲格式。首先對當(dāng)前的狀態(tài)進(jìn)行彎直的判斷，根據(jù)迷糊控制得到的舵機(jī)的轉(zhuǎn)角值c_ang，判斷得到當(dāng)前車的彎直情況。同時由于車是非勻速行駛的，而第二圈所行駛的時間間隔和路程間隔也并不一定和第一圈完全相同，因此本文只判斷彎直情況，在彎道時，記憶每一個測試點的轉(zhuǎn)角值，而直道時，既沒必要存儲轉(zhuǎn)角，又可節(jié)省大量存儲空間，因此對于直道時只記憶直道的起點和終點路程，而該路程是小車相對于起始點的絕對路程，也即霍爾傳感器檢測到的磁鋼的個數(shù)ect_cnt。其數(shù)據(jù)格式用如下表1所示語法來描述，其中0x7f是分隔符，因為轉(zhuǎn)角值不可能出現(xiàn)0x7f的值。

　　表1 道路信息數(shù)據(jù)格式　　

　　系統(tǒng)按照前一狀態(tài)和當(dāng)前狀態(tài)的不同情況分別進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲，其算法如下：當(dāng)前一狀態(tài)是彎道，現(xiàn)狀態(tài)是直道時，即彎直態(tài)，則寫入0x7f，ect_cnt，其中ect_cnt是當(dāng)前的路徑計數(shù);當(dāng)直直態(tài)時，不存儲;當(dāng)直彎時，寫入當(dāng)前的ect_cnt，0x7f，當(dāng)前的c_ang;當(dāng)彎彎時，寫入c_ang。系統(tǒng)初始化時為彎道，則開始行駛后，進(jìn)入起跑線，此時檢測到是直道，進(jìn)入彎直狀態(tài)，寫入0x47和當(dāng)前的ect_cnt，這就是道路的起始存儲數(shù)據(jù)。

　　3.2、數(shù)據(jù)的分析及處理：

　　第二圈行駛時對存儲數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理。首先，第二圈是采用不同彎直判斷條件，考慮到車在直道上可能發(fā)生的抖動以及在過S彎時會將短暫平緩的彎道檢測為直道，第二圈彎直判斷的條件必須比第一圈嚴(yán)格。數(shù)據(jù)的處理過程，是放在直彎，和彎直的兩種狀態(tài)下執(zhí)行。

　　第二圈過起跑線時，系統(tǒng)配置成進(jìn)入彎直狀態(tài)，此時應(yīng)該根據(jù)第一圈記錄的數(shù)據(jù)算出直道的長度，這樣車在直線上就可以以很高的速度行使，并且能夠提前減速，安全進(jìn)彎，達(dá)到很好的控制效果。根據(jù)不同的長度的直道，應(yīng)該采用不同的路程來進(jìn)行提前減速，可以采用路程比例的方式，也可以采用分段細(xì)化的方式。當(dāng)分析數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)c_ang個數(shù)小于某一值時，認(rèn)為該角度是因為車在直線上非正常的晃動所造成的，將其過濾。