智能車培訓之一-概況

智能車系統(tǒng)簡介培訓安排

一、認識智能車

1、智能車組成

2、機械組件

3、智能車轉(zhuǎn)向及驅(qū)動

二、智能車信息獲取技術（1）

1、基于電磁傳感器的路徑信息獲取

2、速度信息獲取

三、智能車信息獲取技術（2）

1、基于CCD/CMOS傳感器的路徑信息獲取

2、基于光電傳感器的路徑信息獲取培訓安排

四、智能車控制算法

1、轉(zhuǎn)向算法

2、驅(qū)動控制算法

3、車身平衡控制算法

五、認識智能車控制器—MC9S12DG128

1、組成及基本概念（中斷、堆棧、定時器等）

2、基本外圍部件（數(shù)字I/O等）

3、最小系統(tǒng)設計

六、智能車制作之軟件——C語言開發(fā)

概述基本結(jié)構及組成路徑識別電機控制舵機控制速度測量電源設計

機械布局

控制方案/1概述—什么是智能車1概述—跑道信息1概述—分類（電磁）1概述—分類（光電）1概述—分類（攝像頭）2基本結(jié)構路徑識別CCD、光電電磁電機控制

舵機、電機速度檢測單片機電源管理信息處理及控制算法３路徑識別

任務檢測車道相對車模的偏移量、方向、曲率等信息目標

獲取更多、更遠、更準確的車道信息檢測方式：光電檢測視頻檢測電磁檢測３.1路徑識別----光電檢測激光管紅外管激光陣列供電方式：直流電壓OR脈沖電壓放大電路單排OR雙排直線排列OR曲線排列均勻OR非均勻

器件選型工作方式排列分布３.1路徑識別----光電檢測光電傳感器工作原理由一個紅外線發(fā)光二極管和光敏三極管組成工作時，二極管向反射表面（賽道面）發(fā)射紅外線。光敏三極管如果接收到反射回的紅外線則導通，反之則關斷。在賽道上，白色的表面有利于反射紅外線，而黑色的軌跡則吸收紅外線光電管路面檢測電路光電檢測方式３.2視頻檢測

線陣列線陣列圖像傳感器類似于模擬式紅外傳感器。它只掃描前方一行的數(shù)據(jù)信息，但是環(huán)境影響小。面陣列前方路徑感知的情況決定了智能車的控制性能。視頻圖像傳感器的主要特性就是盡可能早的感知前方路徑信息，使得控制器能夠預動作。

圖像傳感器的接口類型

USB接口（微機用）全電視信號輸出（PAL,安全監(jiān)控用）

攝像頭安裝視頻同步信號分離視頻信號采集處理

實現(xiàn)攝像頭的安裝影響兩個方面的性能:

圖像處理的復雜程度和精度小車的機械性能安放在小車左右對稱的中線上。安裝主要涉及前后位置、高度和俯視角度。對圖像處理影響較大的是攝像頭安裝高度和俯視角。攝像頭視場示意圖視場同步信號分離

由CCD來的復合視頻信號輸入到LM1881中經(jīng)處理后，就可得到本系統(tǒng)需要的行同步信號，及場同步信號。

視場信號:

視場信號分離:視場信號采集

場同步信號連接到處理器的一個普通I/O管腳上，用于查詢也可接到可產(chǎn)生中斷的管腳上。行同步信號將連接到處理器的一個中斷管腳上，產(chǎn)生中斷，從而控制對圖像的采集。各輸出信號中只用到復合同步信號和場同步信號，其它輸出管腳懸空不與單片機連接。4電機控制

電機性能的好壞與與電機的驅(qū)動部分密切相關。大賽組委會提供了一種電機驅(qū)動芯片MC33886；另外還有多種電機驅(qū)動芯片可使用，如L298。通過改變PWM的占空比可控制電機的轉(zhuǎn)速。電機RS-380SH特性直流電動機驅(qū)動芯片MC33886特性：工作電壓：5-40V導通電阻：120毫歐姆輸入信號：TTL/CMOSPWM頻率：<10kHz短路保護、欠壓保護、過溫保護等.MC33886芯片的典型應用５舵機控制

舵機在智能車的轉(zhuǎn)向控制中起著重要作用，它決定了智能車行駛時的方向性。下面將從以下幾方面來介紹：

舵機功能舵機結(jié)構舵機的基本參數(shù)舵機控制方法舵機結(jié)構

舵盤、減速齒輪組、位置反饋電位計，直流電機、控制電路板等；工作原理：

控制量舵盤角度尺寸：39.4*37.8*27.8重量：56g工作速度:0.11sec/60o(4.8V)0.08sec/60o(6.0V)堵轉(zhuǎn)力矩:6.1kg.cm(4.8V)7.7kg.cm(6.0V)工作角度：±90度舵機的基本參數(shù)（HS-925）舵機控制方法舵機特性曲線

實際中，由于受到機械傳動等各種因素的影響，舵機轉(zhuǎn)向角度與脈寬并不是成正比的，需要在實踐中不斷調(diào)整。舵機控制信號的產(chǎn)生

軟件計數(shù)方式；定時器中斷方式；

PWM硬件產(chǎn)生方式。S12DG128PWM控制器

8路PWM輸出端口；獨立的8路8bitPWM輸出，或者4路16bitPWM輸出；

A,B,SA,SB時鐘源。脈寬范圍對應舵機旋轉(zhuǎn)角度，一方面舵機的極限位置；另一方面考慮到車模轉(zhuǎn)向的極限?？梢酝ㄟ^測試得到大約40度左右的旋轉(zhuǎn)角度；控制說明舵機的響應時間對于控制非常重要，一方面可以通過修改PWM周期獲得。另一方面也可以通過機械方式，利用舵機的輸出轉(zhuǎn)距余量，將角度進行放大，加快舵機響應速度；關于舵機控制信號的說明6智能車的轉(zhuǎn)速測量

轉(zhuǎn)速測量在電機速度控制中起著重要作用。通常的轉(zhuǎn)速測量方式有以下幾種，可以依據(jù)實際情況進行靈活選用。編碼器信號穩(wěn)定，但價格與測量精度要求成正比。測速電機利用單片機AD口進行采集信號，但測量精度不高。自制編碼器價格便宜，易于安裝備調(diào)試，能夠保證測量精度要求，但使用的計算機機時較多。7智能車的電源設計

一般來講，舵機、傳感器和MCU需要穩(wěn)壓控制。采用基本的穩(wěn)壓芯片:

如7805

采用開關穩(wěn)壓電源:

如LM2576/2575DC

采用LDO (低壓差)線性穩(wěn)壓電源:

如TPS73

8機械布局——合理布局，簡潔穩(wěn)定舵機安裝編碼器安裝攝像頭安裝和固定底盤降低整車布局圖機械8機械布