光电循迹智能小车剖析

《基于光电导航无人驾驶智能车》参赛人员：张言引韩森涛周天宇指导教师：杨有松教师争论内容本次竞赛我们争论的智能车要实现从起点动身，经过5个十字或丁字路口左、右转向或直行后快速、稳定、准确的进入指定位置停车并发出声光信号。传感器信号采集处理单片机的掌握算法及执行动力电机驱动转向舵机掌握争论内容争论方案对于小车的选择与设计我们承受四驱动前轮转向的小车平台。它具有加速快、行驶平稳的特点，对于提高小车快速、平稳的行驶有很大的帮助。车体构造如下图平台传感器分部争论方案依据竞赛的要求我们将承受以MC9S12DG128为核心的增加型16位单片机进展掌握，实现对智能车的直行、转向、入库停车的掌握。它包括两个8路10位精度A/D转换器和4路8位脉宽调制模块〔PWM〕，足以满足我们的需要。下面为具体的掌握导航方案模块图舵机打角电机停车指示信号电力驱动芯片直行传感器信号采集转向传感器信号采集信号放大处理器单片机争论方案信号的采集与处理；〔1〕检测方法：我们承受两侧检测法及通过两翼的传感器实时扫描两侧路线如以下图所示。红线为道路边界线，圆点为传感器接收去；黄点为能接收到信号黑点为接受不到。直行转弯争论方案信号采集原理：通过使用具有定向发光、单色性好、亮度高的ULN2023+74HC238组合的驱动电路的一体激光传感器〔包括：激光放射管和接收器〕放射特定波长的光来检测两侧路边，并由路面及路界不同的颜色对单色光的反射率不同确保信号采集的准确性。再依据激光传感器接收到不同的光照后会有不同的阻值从而使采集回来的信号是有高，低电平组成〔我们用0表示低电平1表示高电平〕。激光传感器一体传感器争论方案自身干扰的排解：并在接收器上安装肯定长度的黑色圆筒管及调焦器使每个接收器只接收特定区域的信号、排解传感器自身的干扰如以下图所示。

争论方案自然光的排解：通过调整波长来排解干扰。争论方案信号处理：对于单片机来说凹凸电平的区分率不高，所以将采集到的信号通过放大器放大后再输入单片机内。信号的输入也是有凹凸电平组成，我将两翼六个接收器采集的信号组成一个个数字字符串作为智能车位置的信号争论方案3.智能车的导航；〔1〕直行：经过信号的采集、处理后得到多组信息，我们将这些信息分类后得到如下表所示的车身位置及需要发出的指令：争论方案智能车的导航；〔2〕转向：分为预备路段和转向路段；预备阶段：当小车到达转向路口前时，具有前瞻性的激光传感器会探测到如下几组信号110011；000000；000000当检测到这一系列信号时开头减速，直到到达预设转向速度后并以这一速度匀速行驶；转向阶段：当小车接收到转向信号的同时进展打角转向同时也进展路程的测量。当计程器计满转向过程中弧线路程便撤销转向舵机指令，计程器回零〔确保对下次转向无干扰〕。由于路段都是90度转转向预备阶段下车为预备阶段，上车为转向阶段转向准备阶段下车为准备阶段，上车为转向阶段争论方案智能车的导航；〔3〕入库停车：入库方案和转向方案类似只是把他的入库速度调至较慢以确保其准确性。当小车进入以慢速进入车库时随即光电开光传感会接收到车库发来的停车信号并传给单片机进展马上制动停车并发出声光信号。争论方案智能车的驱动与掌握；〔1〕驱动：由于小车在入库后要自动停车为简洁的到达这一目的我们承受“有制动电流通路的不行逆pwm电路”驱动系统来驱动电机工作。其原理图如下：争论方案〔2〕速度掌握；由光电编码器采集到的当前速度转变为pwm信号传给单片机进展所需速度的调整。由于单片机带有pwm输出端口，pwm波猎取便利，为了加强敏捷性，能实时转变掌握量，所以我们利用pwm脉宽与速度的对应关系对电机进展掌握。争论方案智能车的驱动与掌握；〔3〕转向掌握：由传感器采集到信号处理后传给单片机，再由单片机输出pwm信号给舵机进展打角，〔4〕停车掌握：当小车进入车库时便承受到车库内发出的停车命令后传给单片机处理后发出停车命令及声光信号。拟解决的关键问题信号的准确采集单片机的应用电路设计，特色