基于KEA128单片机的越野智能小车的设计与实现

题目：基于KEA128单片机的越野智能小车的设计与实现摘要本文主要介绍了越野小车控制系统的机械结构、电路和软件编程的设计过程。整个设计以微控制芯片S9KEA128为主控芯片，对车模机械结构的改造调整和各个模块部分的电路设计进行研究，并以AR

EmbeddedWorkbench作为系统的开发平台，来编写程序和控制算法的优化。智能小车的电磁循迹是以安装在车体前瞻上的电感配合电磁检测模块来实现的，用编码器来检测速度信息完成对智能小车的闭环控制，结合程序控制舵机转角进而实现小车的方向控制，将采集到的道路电磁信息和编码器的速度信号反馈给单片机，通过程序算法的分析处理实现小车的速度控制，最终在实际调试中确定了其他各项控制参数。通过以上方式，本设计利用单电机、单舵机、采用差速器四轮驱动方式构建越野车，解决了如下问题：第一，在车体较大，拐弯半径较大的情况下通过直角弯；第二，采用标志位的方法通过六边形环；第三，利用红外传感器或超声波传感器通过路障；第四，适应不同道路的复杂路况，如颠簸、砂石等路面。关键词：智能小车越野电磁循迹闭环PID算法AbstractThisarticlemainlyintroducesthedesignprocessofthemechanicalstructure,circuitandsoftwareprogrammingoftheoff-roadcarcontrolsystem.Theentiredesigntakesthemicro-controlchipS9KEA128asthemaincontrolchip,studiesthetransformationandadjustmentofthecarmodelmechanicalstructureandthecircuitdesignofeachmodulepart,andusesAREmbeddedWorkbenchasthesystemdevelopmentplatformtowriteprogramsandoptimizecontrolalgorithms.Theelectromagnetictrackingofthesmartcarisrealizedbytheinductanceinstalledonthecarbodyandtheelectromagneticdetectionmodule.Theencoderisusedtodetectthespeedinformationtocompletetheclosed-loopcontrolofthesmartcar.Control,feedbackthecollectedroadelectromagneticinformationandthespeedsignaloftheencodertothesingle-chipmicrocomputer,realizethespeedcontrolofthecarthroughtheanalysisandprocessingoftheprogramalgorithm,andfinallydetermineothercontrolparametersinactualdebugging.Intheaboveway,thisdesignusesasinglemotor,asingleservo,andadifferentialfour-wheeldrivetobuildanoff-roadvehicle,whichsolvesthefollowingproblems:First,whenthecarbodyislargeandtheturningradiusislarge,itpassesthrougharightangle;Second,thewayofpassingthroughthehexagonalringusingthesignposition;Third,theuseofinfraredsensorsorultrasonicsensorstopassthroughtheroadblock;Fourth,adapttothecomplexroadconditionsofdifferentroads,suchasbumps,sandandotherpavements.Keywords:smartcar,off-road,electromagnetictracking,closedloop,PIDalgorithm目录前言 -25-基于KEA128单片机的越野智能小车的设计与实现前言智能汽车技术是近几年在电子信息技术和其他高新技术基础上发展起来的，它是一种车体自己寻找前进路径、规避障碍、起到辅助驾驶的新兴技术，最终可以运用到自动驾驶的领域。智能车辆系统作为典型的高新技术的综合体，它涵盖了计算机科学技术、各类传感器、通信融合、视觉导航和自动控制等人工智能应用方面的技术,通过检测、传导并分析道路信息来做出相应的控制决策。此次智能小车的设计包含了自动控制、嵌入式基本原理等几门我在本科阶段学习过的课程，再将这些书本知识穿插应用于同一个载体上时，使得学过的知识不只是停留在纸上谈兵的阶段，与实践相结合也增强了我的综合能力。本文的主要内容和设计的基本要求本文的正文结构主要分为原理说明、电路设计、硬件机械的介绍和软件程序的编写四部分，第一章主要就小车循迹、路径识别的原理进行了论述，顺便笼统的介绍了方向、速度控制的出发点。第二章则主要侧重整个设计所有的电路部分进行讨论，各个必要模块从设计电路到焊接PCB板都进行了详细分析。第三章对车体硬件设施的改进和调整做出了方案，使得车体结构更加稳固。第四章详细介绍了设计中的软件编程部分，对比说明了PID算法,引出了我采用的方向、速度控制的算法程序，最终概括了结论。而本次设计的智能越野小车，在计划方案中要实现以下要求：电路部分的设计和软件部分程序的编写需要自行设计并完成；车模的硬件方面包括电路板的焊接、机械结构的调整等都需要自行搭建；最终设计完成后小车要实现的功能为：（1）能够在开启主控电源后自启动；（2）能够检测到停车线并在规定的停车区域内（50cm内）完成自主停车；（3）完成闭环控制，如自主控制合理的转向和速度（4）能够自主避开路障（完成检测出道路障碍物）。1.检测及控制原理1.1路径的识别在小车行驶道路的中心线上铺设一条漆包线，首尾两端连接至信号发生器，于是在回路内就通有一定大小和频率的交流电，根据电生磁原理，在漆包线通电后周围会产生相应的交变磁场。1.1.1导线周围的电磁场由上学期对电磁场与电磁波这门课程的学习，我了解到“交变磁场是通以交变电流产生的磁场，且磁场的大小和方向也将跟随时间按照一定的规律变化”张发云,罗玉峰,李云明等.磁场应用在硅晶体生长过程中的研究进展[J].材料导报,2013(13):18-22.智能小车的行驶的道路，是利用通有频率大小为交流电流的漆包线作为路径导航。由毕奥·萨伐尔定律可得：稳定的电流沿闭合且长度为的导线连续流过，会有感应磁场在导线周围产生，如图1.1所示，点P为距离导线处的一个空间点，P点的磁场强度B为：张发云,罗玉峰,李云明等.磁场应用在硅晶体生长过程中的研究进展[J].材料导报,2013(13):18-22.图1.1直线电流的磁场(1-1)对（1-1）式进行推导：(1-2)对于无限长直电流导线来说，上式中，，则有(1-3)感应磁场在导线周围的分布情况如图1.2所示，而且磁场强度在以导线为轴心、与导线距离相等的圆周上时大小相等，并随着半径（与导线的距离）的增大而降低。图1.2通电导线周围的磁场强度1.1.2磁场检测方法电磁感应线圈（工字型电感）具有体积小、成本低、操作过程简单等特点，并且能让小车较快的完成导线磁场的检测，方案性价比较高。所以在本次设计中选用了这种最实用的方法，漆包线产生的感应磁场在道路上的具体情况如图1.3所示。本次设计中我车体前瞻上安装两对垂直导线的工字型电感和两个平行导线的工字型电感，垂直于导线的电感在直道时因为切割到感应磁场的磁感线，所以被用于检测小车在直道时的磁场变化情况，但在弯道时垂直电感与磁场线的夹角变小，检测会变得不灵敏，这时就需要平行于导线的电感来检测磁场、指示小车的方向。垂直、水平电感互相配合、相辅相成，共同检测出小车在直道、弯道等各种道路情况时感应磁场在大小和方向上的变化。图1.3导线周围的感应电磁场“交变磁场是通以交变电流产生的磁场，且磁场的大小和方向也将跟随时间按照一定的规律变化。”张发云,罗玉峰,李云明等.磁场应用在硅晶体生长过程中的研究进展[J].材料导报,2013(13):18-22.因为导体在磁场里做切割磁感线的运动时，导体中就会产生感应电流和感应电动势。感应电动势的大小与线圈的匝数和线圈横截面积有关，其关系有：张发云,罗玉峰,李云明等.磁场应用在硅晶体生长过程中的研究进展[J].材料导报,2013(13):18-22.(1-4)式中A为一圈的磁通量、N为线圈匝数、S为线圈横截面积。在此次设计中，由于漆包线中流过的电流为100mA，20KHZ,频率较小且电感线圈体积小，为了方便计算我们可以将导线周围的感应磁场看成一个匀强磁场。如图1.3所示的的分布情况，可算出感应电动势的值约为：(1-5)由(1-5)式可知：电感线圈中感应电动势的大小受电感与导线的距离（高度）和交变电流的变化的影响，除此之外其他影响感应电动势大小的物理量被共同定义为常量K，具体的感应电动势的大小需要通过对不同电感、不同的摆放方式的实际调试测量来确定对常量带来的影响。为了便捷的得到测量数据，我先采用了在小车前瞻上安装两个水平电感的简易方案，这两个电感与通电导线相互垂直，与平面距离为，位于前瞻的左右两端并且关于通电导线对称，如图1.4所示：图1.4双水平线圈检测方案我们将道路看作成一个平面，在该平面上建立如下的坐标系:将垂直于通电直导线的水平方向设为x轴，将垂直于通电直导线的竖直方向设为y轴，将小车沿着道路前进的方向设为z轴。位于前瞻左右两端的电感之间相距为L，电感距离道路的高度为h，如图1.5所示。由于小车是沿着z轴行驶的，所以z轴方向的感应磁场强度对整个电磁检测的影响可以忽略不计，用水平和垂直的坐标(x，y)来计算即可，此时我们设左边电感的坐标为(x,h,z),则右边的电感的坐标即为(x-L,h，z)。又因为电感放置位置是平行于通电导线的，所以感应电动势也能表示导线两侧水平方向的磁场分量。我采用两侧电感的感应电动势之差来确定是否偏离道路中心，所以当两个电感线圈连线的中心点恰好位于道路中央，也就是左侧线圈和右侧线圈之间的感应电动势差值为0时，此时小车就处在道路正中央，如果方向有偏离电势差就会不为0，在程序判断电势差是否为0，来决定小车方向是否需要回正，从而保证小车始终跟随道路中心线行驶。图1.5建立道路坐标系1.1.3传感器的安装小车通过电磁检测来确定电磁中心线（通电漆包线）的位置是电磁检测模块可以正常使用的前提，同时传感器安装的位置又影响采集道路信息的多少，运用布局合理的安装位置，有助于提高小车采集、分析、处理道路信息的能力。如图1.6所示，我在小车前瞻的横梁上安装了四个水平电感和两个垂直电感，6个电感分为3组，每组关于横梁中心线对称，可以适当增加支架的前瞻，来提高电磁检测的精度、减少小车行驶途中的误判，进而改善小车识别信息的准确性。此外，它还有助于后续的软件编程。图1.6电感的安装位置1.2车体方向控制对小车方向的控制是为保证小车在弯道时安全行驶，利用电磁检测模块检测小车前进方向与通电漆包线的偏差来控制转向角。根据车身检测到的通电漆包线偏差的电位差，由小车的方向控制程序计算出舵机打角的角度，车体的转向情况由转向器（舵机）转向角的多少控制，在行驶途中逐渐计算转向角的大小最终消除车体与通电漆包线的偏差，使小车方向回正。1.3车体速度控制为确保小车在整个道路上安全行驶，我考虑使用两种方法互相配合来控制小车行驶时的速度。第一：我为小车安装了一个编码器来检测速度，通过编码器计算出电机的转速，然后传输信号至单片机中，结合电磁检测模块采集的道路信息判断是否需要加速/减速；第二，为防止小车通过编码器自主调节速度的方法在一些复杂路况下反应不够灵敏的问题，我又对一些有特征的道路情况设立了标志位，如直角弯道，环道等等，因为遇到这些情况时电磁检测模块感应到的电动势是有规律的，所以利用这一点在程序中写入相应的检测值，当小车检测到某一标志位时，可以通过中断来加速/减速。2．电路设计2.1整体电路的设计智能小车电子电路的设计是完成设计要求的基础，我主要对电磁检测的放大模块、电机的驱动模块以及s9kea128核心板的主控电路板进行了设计，整个车体控制电路的结构如图2.1所示。MCUMCU信号采集编码器霍尔元件舵机显示屏与按键电机驱动图2.1电路整体结构图2.2单片机最小系统单片机选择恩智浦公司生产的S9KEAZ128AMLK，它基于ARMCortex-M4RISC架构,内核工作频率最高可达48MHz，该单片机集成了128kB内部闪存,16kB内部RAM,一个12位SAR模数转换器,MSCAN模块(MSCAN)和71个通用I/O引脚，此外还带有例如UART模块、SPI模块、I2C模块等通信接口，拥有PWM模块、AD转换模块、定时器模块、串行接口等外接模块，很适合用于本次设计的小车主控芯片，单片机核心板电路如图2.2所示。图2.2单片机最小系统2.3电磁检测模块如果说主控芯片的控制模块是智能车的“大脑”的话，那么电磁检测模块就是它的“眼睛”。要想实现小车稳定运行，准确、灵敏而且稳定的电磁检测模块是基础。因为道路中间是通有频率为、大小为电流的漆包线（直径0.1mm），所以通电导线周围会产生感应磁场，会有电磁信号的存在。那么，如何采集电磁波信号并经过数模转换将数据传回芯片，进行后续分析，成为设计中关键的前提。2.3.1电磁放大为减小人工误差，提高电路的鲁棒性、稳定性，我采用集成运放来优化设计电路。通过实验比较，我们决定采用性价比较高的运放LM358，引脚图如图2.3所示.图2.3LM358引脚运放LM358的1脚是输出端，2、3脚是反相、同相输入端，4脚接地，5、6脚是同相、反相输入端，7脚是输出端，8脚是电源VCC。其中1、2、3脚是一个运放通道，5、6、7脚为另一运放通道，LM358常见用法如图2.4所示。图2.4LM358原理图每一路电感连接一组运放，6路放大器共同组成整个放大模块，下图中电位器R15阻值的大小将决定电路的放大倍数，可以在OLED屏上实时观测增益效果，增益过大或不足时通过螺丝刀调节每个电位器的阻值以获得合适的增益，最终将6路放大器的放大倍数调节至一致。电磁放大模块的原理图和PCB仿真电路图如图2.5和2.6所示。图2.5LM358电磁放大检波电路图2.6电磁放大模块的PCB仿真电路图2.4电机驱动模块我选用四片IRLR7843MOS管搭载相应的外部电路来作为小车的驱动模块。具体电路如图2.7和2.8所示。图2.7电机驱动模块电路图图2.8电机驱动模块PCB板电路图2.5电源电压转换模块电源作为整个车体的动力系统给各个模块和组成部分供电，决定着小车是否能顺利、稳定工作。上文介绍过的KEA128主控芯片、运算放大器、速编码器等元器件的额定电压为5V，SD-5舵机的工作电压为6V,而给小车供电的电池输出电压为7.2V，因此，为保证电路的安全性，经过大量实验调试选择，最终设计出了适合小车运行的电源电压降压稳压模块,如图2.9和2.10所示。图2.97.2V转5V降压稳压电路图2.107.2V转6V降压稳压电路2.6停车检测模块道路的终点检测则使用了霍尔元件的集成模块，如图2.11所示。其原理是当霍尔元件在永磁铁上方时，由于磁体的洛伦兹力作用在导体，将形成电场，当磁通与电流变化时将引起电势的变化，LED灯亮，同时给单片机一个低电平信号，进入外部中断使小车停车。图2.11霍尔元件停车模块3.车体机械调整3.1编码器的安装在原本设计方案中，计划在小车车头部安装超声波传感器来实现测速。但是在实地调试过后，由于外部噪声的影响和作为超声波反射体的参考物不好确定，，而且在小车运行中，超声波反射会造成延迟，导致车体判距误差太大。最后放弃了这一预想方案，选用了龙邱mini512线编码器，其具有程序案例简单、测速较易实现，可直接连接电机、便于安装等优点，安装如图3.1所示。图3.1车体编码器安装3.2停车检测模块安装上文对停车检测模块原理做了说明，因此我采用了霍尔元件的集成模块来完成小车对道路的终点检测，经过调试，最终将模块安装于车体尾部并可以让小车在终点线后20cm内停车，如图3.2所示。图3.2车体霍尔元件安装3.3车模自带结构的调整主要调整车模出厂时自带的机械结构，如加装各个模块时对车体的重心调整、轮胎的选择、后轮转向的改造、差速器的密封程度和小车避震系统的优化等，整车结构图如图3.3所示。图3.3越野电磁小车俯视图3.3.1车体重心的调整我们平时的生活经验告诉我们：重心越高，物体的稳定性就会下降，车体同样也不例外，调整重心的高低对车体与地面的附着力有重要的影响，重心的位置会影响到汽车的动力、制动、行驶稳定性等重要特征。因此，在设计中我用增加配重和放置电池将车体重心设置在靠近驱动轴。而且因为本设计中后轮为驱动轮，前轮为转向轮，如果重心太靠前会导致前轮负载变大，与地面摩擦力增大，影响到舵机转角甚至丧失转向能力；重心太靠后，又会导致前轮转向发飘，行驶时易发生侧滑。因此，在调整车体重心时应该在保持重心高度较低的同时，又不影响到前后轮的正常功能，最大化的优化整个小车的稳定。3.3.2车体抓地力的控制通过对越野轮胎和公路轮胎的更换来调整小车在不同路面情况下轮胎的抓地力。更大的摩擦力和抓地力会使得小车在越野路面上行驶时更加游刃有余，同时也能更加节省动力。3.3.3避震弹簧因为该设计主要应用为越野道路，所以为了保证车体的稳定和保护车体搭载的硬件设备，减震器是必不可少的。我选用减震器弹簧来小车行驶时不平整路面造成的抖动，尤其是遇到砂石路面、水坑、上下坡等情况时，用弹簧的弹性来缓冲车体尤为重要。实际调整过程中，为增加小车在复杂路况下行驶的稳定性，我们可以使用螺丝刀调节弹簧的松紧旋钮来提高越野小车的避震性。3.3.4后轮转向的改造由于设计要求中要模拟越野路况所以设立了直角弯，但是我选用的这款车模因为车身较长，转弯半径大，安装的舵机只能控制前轮拐弯，改变方向的幅度较小，在实际测量时拐弯半径高达80cm。为使得小车能适应真实的越野场地，必须改动整个小车的转向系统，使得完成转向最大化。具体的改造方案如下：拆掉原本固定后轮的短杆螺丝，加装可以让左右后轮联动的旋转装置，然后改造原本的舵机摆臂，加装固定一个与后轮旋转装置相连的长连杆，最后把整个改装系统固定在小车车架上，改造情况如图3.4所示。图3.4后轮转向的改造3.3.5差速器本设计因为越野性能的要求，需要四轮驱动来增强动力性能和车轮抓地力，所以要用同一个电机驱动四个车轮。而如果将四个车轮仅仅用齿轮机械的连接到一起，那么小车在弯道行驶时或者某一车轮遇到路面的阻碍时，车轮就不能以相同的速度运行，严重时会导致车体结构损坏。为了能使小车四驱行驶时车轮速度保持一致，就需要加入差速器来调整前后轮、左右轮的转速差。购买的车模自带为滚珠式差速器，由输入轴、输出轴、太阳齿轮和行星齿轮等零件构成，如图3.5所示。电机的驱动通过输入轴进入差速器，当行驶在直道时输出轴两侧的车轮转速相同，差速器处在平衡状态；而在弯道或者某一车轮因为障碍抱死时，差速器平衡状态被打破，两个输出端的车轮转速自动调整，直到恢复平衡状态，在保证小车车速的同时大大提高了车体稳定性。图3.5差速器结构示意图4.程序编写与调试平台4.1程序控制的流程图在PCB电路板焊接、线路连接、小车硬件结构搭建都已完毕之后，需要编写程序实现小车的设计要求和各项功能，并在模拟道路上进行现场调试，确定所需的相关参数。程序编写需要完成的要求有：（1）对电磁检测模块采集到的道路信息进行滤波、整合，便于单片机分析处理；（2）根据道路信息的处理结果自主合理的控制舵机转向；（3）根据道路信息和速度检测模块反馈的信息自主合理的控制电机驱动的占空比（电机的转速）；（4）完成在打开电源后小车的自启动和在检测到终点线后的自主制动；（5）通过在小车上安装的OLED小屏显示小车的实时信息，不通过上机位直接在小车上设定参数与变量。程序流程图如图4.1所示。图4.1程序流程图4.2道路信息的提取为了防止环境因素引起的电感数值跳变，影响电磁检测模块采集的电感值，进而对芯片的分析和处理有所不利，采取滤波的方式对数据信息进行了处理，流程图如图4.2所示。图4.2AD采集流程图我采用数值模拟检测法来获取不同情况下的道路信息。主控芯片将电子检测模块采集回来的数值按程序算法进行计算，提取稳定、有效的数据来判断电磁中心线的位置。具体做法是将采集的值存入数组中对数据进行归一化处理，去掉在合理变化范围外的电感值，用剩下数组里合适的数据进行计算、推断出此时小车与道路中心（通电漆包线）的相差位置。这种方法具有受交变电流变化影响少、数据跳变少、小车在偏离方向后调整时间少、行驶平稳等优点。小车在行驶途中，因为道路情况的不同和一些环境因素的干扰，可能会导致小车对道路信息产生误判，这对顺利完成行驶要求而言是致命的。我采用软件编程的方式来减轻、消除这种不利影响，在算法中体现为如图4.3所示的流程图。图4.3函数流程图4.3速度和方向的程序算法4.3.1经典PID控制算法在控制过程中，“PID控制之所以在生产过程中普遍采用，主要是由于它良好的控制性能、鲁棒性好、可靠性高；控制算法简单、使用方便、灵活等优点。”李晓丹.模糊PID控制器的设计研究[D].天津大学,2005:10.其中PID分别为比例、积分和微分控制，PID控制原理框图如图李晓丹.模糊PID控制器的设计研究[D].天津大学,2005:10.图4.4PID控制原理框图由上图可以得到：（4-1）式（4-1）中，Kp、Kd、Ki分别为比例系数、微分系数和积分系数，e为设定值与实际测量值产生的偏差。经过计算后的计算量u被作用于车体的各个模块，然后重新采集数据，和之前处理过的计算量产生新的偏差信号，再次进入循环，不断采集新的数据不断优化整个系统，达到周而复始良性循环。PID各个参数作用基本介绍如图4.5所示。图4.5PID各环节作用所以说智能小车电磁模块的滤波取值是否合理、检测到入环、直角弯等标志位是否准确、在直道上行驶能否稳定，这些都将取决于比例、积分、微分这三个参数与小车的适配情况。由于道路情况和小车行驶过程中的问题难以预测，所以很难建立与整个车体相应的数学模型，而且机械结构需要经常修改，参数变化的情况太多，造成误差太大，很难利用公式定理来计算出PID各环节的具体参数，所以只能在模拟的道路上，利用现场设置的这些道路元素来逐步调试出适合小车行驶时一套合理的参数。4.3.2方向及舵机转角的控制算法为实现设计要满足的要求，我在处理小车方向控制时对舵机算法使用了这样的处理方式：先定义一个方向控制输出，然后在过弯、入环出环等情况时调用这个方向控制输出，给它赋相应条件下的舵机打角值，实现小车在行驶时自动判断道路情况并自主完成转弯动作。函数实现如下：int16g_fDirectionControlOut; //方向控制输出舵机的调用：duoji=1000-g_fDirectionControlOut;结果处理：duoji=(duoji>=1250?1250:duoji); //偏差限幅duoji=(duoji<=750?750:duoji);ftm_pwm_duty(ftm1,ftm_ch1,duoji);遇到直角弯、环道时控制方向的主要程序如图4.6所示：图4.6直角弯、环道时的主要程序4.3.3速度及电机转速的控制算法我在解决小车速度控制的问题时，采用了PWM信号控制电机驱动占空比的方式，对电机驱动模块输入不同大小的占比来直接控制电机转速，具体在编程中使用了这样的方法：时对舵机算法使用了这样的处理方式：定义一个电机的控制输出，然后给这个电机输出设置最大最小值和调节范围，再过结合电机与驱动的控制设置电机的死区值，来保证车体性能的同时也不会烧坏驱动模块或电机，函数实现如图4.7所示。图4.7电机控制程序在这里通过设置输入电机电压的方向来控制电机的正反转，同时将直道，弯道分别设定不同的速度值，让小车位于直道时，占空比最大，遇到弯道或其它标志位时自主减速以保证车体的稳定，如图所示。在芯片给定驱动模块占空比大小时，我编写程序使得我可以通过主控板上的按键开关来人为的设定在直道上的最大占空比，方便后续的车体性能的调试和参数的确定，如图4.8、图4.9所示。图4.8速度控制程序（1）图4.9速度控制程序（2）4.4弯道控制策略小车在弯道行驶时，需要调试设置三个参数：过弯路径、过弯角度、过弯速度。因为拐弯时平衡离心力的向心力将全部由来自地面作用在小车上的摩擦力提供，又因为本次设计主要模拟室外的越野路面，所以过弯路径在这里我们不予重点讨论。而转弯角度则决定了小车过弯的稳定性，面对不同弯道时合理的转弯角度可以减少小车在转弯时的调整时间，不仅可以提高小车的行驶稳定性，而且这种稳定状态也会让小车进入到一个最佳路径，可以缩短时间损耗。对于过弯时的分析，应该考虑之前路径和角度这两点对速度的影响舵机合理的转角和入弯时必要的减速缺一不可。在查看文献和学习他人的研究时，发现他们一般都会采取入弯减速，出弯加速的方法来减少入弯、过弯时花费的时间，但这样仅仅分析过弯的速度，而不考虑车头入弯的角度和小车过弯的姿态和路径的话，对调试车体性能会有很大的限制。所以我参考了一些实际驾车时的经验运用在了本次设计中，如果在过弯的途中刹车的话，车速快了可能会导致车子发生侧滑产生危险。另外，为了达到过弯时速度不至于减至很低的效果，在一般中间无来隔离带并且对面视野良自好的公路上，如果对面无来车，你可以选择从内道入弯，然后从外道出弯，这样能够最大限度地减小过弯角度，从而达到一个合理的过弯速度，也可保证车体的安全性。在程序中设置的过弯控制为：设置不同的弯道标志位，入弯前检测到标志位就开始减速，使小车有足够的距离来调整路径和恰当的转弯角度；入弯到弯道内是可以适当加速，并保持舵机转角不变；出弯时，先要准确判断出弯的标志位，然后根据电感检测值确定是否要加速，这样检测多个标志位虽然有一部分额外耗时，但是可以保证小车在过弯时行驶的稳定，而且弯道内的合理加速，对小车在出弯后在直道的加速也有动力保证。4.5软件开发平台因为编写程序需要支持我选用的KEA128芯片的内核平台，所以软件开发我采用了IAREmbeddedWorkbench的集成开发环境，来完成对智能小车程序的编写、修改bug和线上调试，在程序最终无误后生成可执行程序（.exe文件）并下载至小车主控芯片中。其界面如图4.9所示：图4.10开发平台界面该开发环境界面简洁、调试方便，而且可支持的微处理器库非常全面，