4.1 路径识别传感器信号采集处理
4.1.1 计算黑线偏移距离
根据测试所得的传感器特性曲线（第二章图2.2），在－13cm～＋13cm 范围
内可近似认为传感器测得电压值与传感器相对黑线偏移距离成线性关系，这样
便可以通过计算对传感器的横向检测范围进行细分。
首先将传感器的采样电压进行百分比转换：
其次，当前采样百分比容差处理。由于传感器制作精度的限制，可能导致
在两个不同的偏移距离时计算所得的采样电压百分比相同，为此，设定了一定
的计算容差，即认为计算所得的百分比在一定范围为同一值。通过容差计算后
所得采样电压百分比具体如下：
最终，计算出偏移距离
。
4.1.2 确定黑线相对传感器真实位置
首先将8 个红外接收传感器依左向右做位置标定。如图4.1 所示。
图 4.1
其次，查找计算出采样电压百分比最小的传感器位置标定值，
比较其相邻两个传感器的采样电压百分比，若左边大于右边，则黑线相对传感
器真实位置值为最小的传感器位置标定值与其对应的偏移距离的和，反之则为
差，即：
4.2 转向控制策略
当黑线相对传感器真实位置确定后，不同速度对应不同车速-位置变量Map
表。由车速、位置变量参数查表得出转向PWM 值，输出给转向舵机。为了尽量
使赛车在赛道内安全运行，如果所有路径传感器脱离黑色引导线，则根据最近
一次转向方向确定向舵机输出极左或极右PWM 值；如果传感器全压黑线（十字
交叉线）时，则保持上次转向不变。程序流程如图4.2：
图 4.2
4.3 车速控制策略
本车模安装了车速传感器，那么对车速的控制便可采用PID 闭环控制。数
字PID 控制分位置式PID、增量式PID 和速度PID 控制。本次采用增量式PID
调速策略，其计算公式为：
具体控制流程如图4.3 所示：
图 4.3
通过大量实验，并采集转速信号，如图4.4，可看出PID 调速效果。此次采
样周期为2ms，目标转速设为45，从图中可看出，从启动到稳定速度调节时间
大约只有300ms，响应较快，并且调速很稳定，速度基本在44～46 之间波动。
图 4.4
