第六章 调试与结论
车模拼装完成后,就进入调试阶段。整车调试可分为静态调试和动态调试两步。静态调试主要包括硬件调试、机械调试和部分基本软件功能的调试。这部分尤为重要,直接影响后面的动态调试能否顺利进行。特别是硬件调试,需要万分耐心和细心, 调试车模过程中,本智能车除了使用hiwave等软件仿真器来调试单片机程序之外,同时还自行设计了CMOS图像采集串口调试程序。本模型车的制作从07年4月份开始,历时4个月,小组全体队员齐心协力,从最初的方案讨论,传感器的选择,到方案确定,电路的设计,控制策略的确定,算法的实现和调试,各自发挥自己的优点,分工合作,在不到半年的时间里就完成了整个模型车的制作和调试。
本智能车的主要特点如下:
机械方面:首先,为了减小舵机的时滞影响,使智能车转向更加灵活,本智能车适当加长了舵机力臂,力臂的材料由刚度较大的电路板加工而成,灵敏性好;其次,为了增加小车的抓地力,防止小车由于速度过快抓地力不足而冲出赛道,本智能车通过增加钢片的方式加重了车头重量;最后,本智能车采用的摄像头由高强度的铝合金支架固定,为简化处理算法,摄像头采用旋转90度倒置安装方式。
控制电路方面:考虑到驱动电机对电流的需求很大,故本智能车采用三片电机驱动芯片MC33886并联,以缓解驱动桥温度过高的问题,提升智能车的加速性能;此外,本系统的测速单元采用欧姆龙公司生产的旋转编码器,重量仅为35克,轻巧方便而且精度高。
控制策略方面:本智能车从摄像头检测到的图象中提取相应的赛道信息,综合预测出最优路径,进行方向控制。本智能车的速度控制采用模糊PID控制思想,超调小,跟随性能良好,从而保证智能车平滑快速的行驶。
虽然本智能车已经努力完善车模的性能,但仍然有许多需要改进的方面,如考虑对舵机转向反馈信号加以处理和利用,使得舵机的转向更为准确;在软件设计中尝试运用路径曲率等更高级的算法;对赛车机械结构特性调节作进一步优化如加平衡杠;摄像头的安装角度、高度和镜头选型做更多测试实验等等,这些都将会是本智能车今后努力改进的方向。
参考文献
【1】贾东耀,曾智刚. 基于模糊控制的直流电机调速系统MATLAB 仿真[J].电机电器技2002(5):2-5.
【2】 罗文广,孔峰. 基于模糊控制的直流无刷电机调整系统[J].电子产品世界,2001(1):34-36.
【3】程启明,黄林. 船舶操纵的自整定PID参数模糊控制器设计[J].船舶工程,1997(4):45-47
【4】张涛,李家启. 基于参数自整定模糊PID控制器的设计与仿真[J].交通与计算机, 2001,19(101):27-30
【5】邵贝贝. 单片机嵌入式应用的在线开发方法[M].北京:清华大学出版社,2004.
【6】卓晴.黄开胜. 邵贝贝.学做智能车――挑战“飞思卡尔”杯.北京航空航天大学出版社,2007(1)


