使用光電傳感和路徑記憶進(jìn)行車輛導(dǎo)航系統(tǒng)的設(shè)計(jì)資料說明

　　本文按照第一屆“飛思卡爾”杯全國大學(xué)生智能汽車邀請賽的技術(shù)要求，研制了基于雙排排列、模擬式光電傳感器、具有前瞻性能的無人車輛導(dǎo)航系統(tǒng)，提出了基于路徑記憶的轉(zhuǎn)向和驅(qū)動控制算法，總結(jié)了智能車設(shè)計(jì)制作的經(jīng)驗(yàn)。

　　為響應(yīng)教育部關(guān)于加強(qiáng)大學(xué)生創(chuàng)新意識、合作精神和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)的號召，清華大學(xué)汽車工程系積極組隊(duì)參加了第一屆“飛思卡爾”杯全國大學(xué)生智能汽車邀請賽。從2005年12 月開始著手進(jìn)行準(zhǔn)備，歷時(shí)8 個(gè)月，研制了6 代基于光電傳感器的路徑識別方案，開發(fā)了智能車仿真研究平臺，提出了基于路徑記憶算法的轉(zhuǎn)向及驅(qū)動控制策略，在電源管理、噪聲抑制、驅(qū)動優(yōu)化等方面也都進(jìn)行了研究工作，通過大量的仿真試驗(yàn)、道路試驗(yàn)和基礎(chǔ)性能測試，開發(fā)了基于光電傳感和路徑記憶的智能車導(dǎo)航系統(tǒng)，為整車系統(tǒng)的優(yōu)良性能奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。本文將從該智能車總體方案、路徑識別方案選擇、轉(zhuǎn)向和驅(qū)動控制及路徑記憶算法等方面進(jìn)行介紹。

　　智能車系統(tǒng)以飛思卡爾公司的MC68S912DP256 為核心，由電源模塊、傳感器模塊、直流電機(jī)驅(qū)動模塊、轉(zhuǎn)向電機(jī)控制模塊、控制參數(shù)選擇模塊、單片機(jī)模塊等組成，如圖1 所示。智能車系統(tǒng)工作電壓由+1.6V、+5V、7.2V三個(gè)系統(tǒng)混合組成，其中7.2V用于給驅(qū)動電機(jī)和轉(zhuǎn)向舵機(jī)供電，5V 給車速傳感器、MCU 以及光電傳感器接收管供電，1.6V給發(fā)光管供電。為了在線控制參數(shù)的調(diào)整方便，還設(shè)置了一個(gè)控制參數(shù)選擇模塊，可以通過幾個(gè)按鍵的設(shè)置，調(diào)用不同的程序或控制參數(shù)，以適應(yīng)不同場地條件的要求。

　　智能車的工作模式是：光電傳感器探測賽道信息，轉(zhuǎn)速傳感器檢測當(dāng)前車速，電池電壓監(jiān)測電路檢測電池電壓，并將這些信息輸入單片機(jī)進(jìn)行處理。通過控制算法對賽車發(fā)出控制命令，通過轉(zhuǎn)向舵機(jī)和驅(qū)動電機(jī)對賽車的運(yùn)動軌跡和速度進(jìn)行實(shí)時(shí)控制。