2.1 理论分析
根据比赛要求,赛车应具有路径识别、速度控制、转角调整等功能,因此可以确定系统的基本构成:
1、中央处理器单元。本系统采用飞思卡尔公司的MC9S12DG128B型号的16位单片机。在实际中主要应用到单片机的I/O口PWM输出口以及增强型捕捉定时器(ECT)。
2、传感器排布方案。智能小车在行驶过程中,使用车头前端安装的15个光电传感器采集路面信息,并反馈给单片机控制单元,由控制单元判别黑线所在位置以及控制车的速度、转向和制动。
3、电机驱动单元。根据反馈的信号,用MOS管组成的电机驱动电路驱动电机的运转、停止、加减速。
4、速度控制单元。采用光电编码器对驱动后轮的转速进行了实时检测,将反馈信号输入核心控制单元。核心控制单元根据光电编码器单位时间反馈的脉冲数,采用增量式PID调节控制算法,对直流电动机的转速、加减速进行准确快速的调节,并减小了由于电池或场地等原因造成的速度无规则变化。
5、转向控制单元。我们采用了一系列的控制算法,通过传感器反馈的路面信息,经过核心控制单元进行计算,将计算结果赋给舵机的PWMDTYX,从而准确地控制舵机的转角。
2.2 控制策略
整个小车的控制策略是:
1、由MCU做总指挥,通过红外传感器探知黑线所在的位置,并作一定的前瞻。
2、小车在行驶时,通过红外速度传感器得到计数脉冲,并由MCU分析处理算出速度。
3、MCU根据输入的信息,作出分析处理,控制舵机转角及驱动电机的速度。
由以上可得控制图为图2-1。

图2-1 智能车控制图
2.3 机械调整
在智能车比赛中,最主要的比赛内容是速度,而车辆的机械结构无疑是影响速度的一个关键因素。鉴于这个原因,我们小组在车辆机械方面的改进做了很多的工作,从传感器安装布置、转向机构调节、底盘结构调整、后轮差速定位到制动机构的设计都进行了大胆的尝试和改进。这些工作大大提高了车的可靠性和适应性,为后来调试模型车打下了基础。


