光電循跡智能小車剖析

《基于光電導(dǎo)航無人駕駛智能車》參賽人員：張言引韓森濤周天宇指導(dǎo)教師：楊有松教師爭論內(nèi)容本次競賽我們爭論的智能車要實現(xiàn)從起點動身，經(jīng)過5個十字或丁字路口左、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。傳感器信號采集處理單片機(jī)的掌握算法及執(zhí)行動力電機(jī)驅(qū)動轉(zhuǎn)向舵機(jī)掌握爭論內(nèi)容爭論方案對于小車的選擇與設(shè)計我們承受四驅(qū)動前輪轉(zhuǎn)向的小車平臺。它具有加速快、行駛平穩(wěn)的特點，對于提高小車快速、平穩(wěn)的行駛有很大的幫助。車體構(gòu)造如下圖平臺傳感器分部爭論方案依據(jù)競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，實現(xiàn)對智能車的直行、轉(zhuǎn)向、入庫停車的掌握。它包括兩個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)停車指示信號電力驅(qū)動芯片直行傳感器信號采集轉(zhuǎn)向傳感器信號采集信號放大處理器單片機(jī)爭論方案信號的采集與處理；〔1〕檢測方法：我們承受兩側(cè)檢測法及通過兩翼的傳感器實時掃描兩側(cè)路線如以下圖所示。紅線為道路邊界線，圓點為傳感器接收去；黃點為能接收到信號黑點為接受不到。直行轉(zhuǎn)彎爭論方案信號采集原理：通過使用具有定向發(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〕放射特定波長的光來檢測兩側(cè)路邊，并由路面及路界不同的顏色對單色光的反射率不同確保信號采集的準(zhǔn)確性。再依據(jù)激光傳感器接收到不同的光照后會有不同的阻值從而使采集回來的信號是有高，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論方案自身干擾的排解：并在接收器上安裝肯定長度的黑色圓筒管及調(diào)焦器使每個接收器只接收特定區(qū)域的信號、排解傳感器自身的干擾如以下圖所示。

爭論方案自然光的排解：通過調(diào)整波長來排解干擾。爭論方案信號處理：對于單片機(jī)來說凹凸電平的區(qū)分率不高，所以將采集到的信號通過放大器放大后再輸入單片機(jī)內(nèi)。信號的輸入也是有凹凸電平組成，我將兩翼六個接收器采集的信號組成一個個數(shù)字字符串作為智能車位置的信號爭論方案3.智能車的導(dǎo)航；〔1〕直行：經(jīng)過信號的采集、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，具有前瞻性的激光傳感器會探測到如下幾組信號110011；000000；000000當(dāng)檢測到這一系列信號時開頭減速，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)向信號的同時進(jìn)展打角轉(zhuǎn)向同時也進(jìn)展路程的測量。當(dāng)計程器計滿轉(zhuǎn)向過程中弧線路程便撤銷轉(zhuǎn)向舵機(jī)指令，計程器回零〔確保對下次轉(zhuǎn)向無干擾〕。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)向階段爭論方案智能車的導(dǎo)航；〔3〕入庫停車：入庫方案和轉(zhuǎn)向方案類似只是把他的入庫速度調(diào)至較慢以確保其準(zhǔn)確性。當(dāng)小車進(jìn)入以慢速進(jìn)入車庫時隨即光電開光傳感會接收到車庫發(fā)來的停車信號并傳給單片機(jī)進(jìn)展馬上制動停車并發(fā)出聲光信號。爭論方案智能車的驅(qū)動與掌握；〔1〕驅(qū)動：由于小車在入庫后要自動停車為簡潔的到達(dá)這一目的我們承受“有制動電流通路的不行逆pwm電路”驅(qū)動系統(tǒng)來驅(qū)動電機(jī)工作。其原理圖如下：爭論方案〔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，能實時轉(zhuǎn)變掌握量，所以我們利用pwm脈寬與速度的對應(yīng)關(guān)系對電機(jī)進(jìn)展掌握。爭論方案智能車的驅(qū)動與掌握；〔3〕轉(zhuǎn)向掌握：由傳感器采集到信號處理后傳給單片機(jī)，再由單片機(jī)輸出pwm信號給舵機(jī)進(jìn)展打角，〔4〕停車掌握：當(dāng)小車進(jìn)入車庫時便承受到車庫內(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。擬解決的關(guān)鍵問題信號的準(zhǔn)確采集單片機(jī)的應(yīng)用電路設(shè)計，特色