基于電磁傳感器的智能車(chē)控制系統設計

3 系統的軟件部分設計
3．1 軟件流程設計
控制系統的軟件設計基于Metrowerks Code Warrior5．1編程環(huán)境，使用C語(yǔ)言實(shí)現。圖9為控制系統軟件流程圖。

3．2 賽道識別算法
智能車(chē)工作時(shí)首先通過(guò)4個(gè)“一”字形排列的電磁傳感器陣列檢測軌跡黑線(xiàn)的當前位置，然后根據檢測結果判斷智能車(chē)與軌跡偏離的情況。本系統采用模擬檢測法。具體算法為：首先，將AD值做歸一化處理，即根據各個(gè)傳感器接收賽道的最高電壓和最低電壓，計算出各個(gè)傳感器的相對值，最后來(lái)計算賽道中心位置。信號歸一化的方法如下：

求取電壓值最大的傳感器位置，然后和它周?chē)鷥蓚€(gè)傳感器采樣值進(jìn)行加權計算即求得小車(chē)的偏差。這種算法空間分辨率可以達到2mm，而且受電流變化的影響比較少，適合小車(chē)穩定的檢測要求。
3．3 車(chē)體控制算法
車(chē)體控制算法是整個(gè)系統的核心，它直接關(guān)系到小車(chē)的表現。在經(jīng)過(guò)對傳感器信息的處理后，利用電磁傳感器采集的路徑形狀信息來(lái)控制轉向舵機和行進(jìn)電機的輸出量，其中轉向舵機采用PD控制算法，驅動(dòng)電機的控制采用PID控制算法。車(chē)速采用閉環(huán)控制，由PID控制器調節，其輸入量為目標速度值與當前速度值的差值，目標速度根據當前的路況信息以及路況更迭信息確定，PID調節器的輸出即為與行進(jìn)電機轉速成比例的數值，經(jīng)處理后，得到與所需速度相對應的PWM脈寬信號。根據賽道的不同路況信息，系統采用不同的速度給定值，并且在同一路況下，根據小車(chē)水平偏差量和水平偏差速度對速度給定值進(jìn)行修正，保證其平穩而快速地行駛。

4 結束語(yǔ)
本文介紹了應用Freescale16位單片機MC9S12XS128實(shí)現自動(dòng)巡線(xiàn)智能車(chē)的控制系統設計。經(jīng)多次調試運行，該智能車(chē)在正確尋跡的前提下，彎道速度可以達到1．5m／s，而在直道上，智能車(chē)的速度可以達到2m／s，表明系統設計可靠，智能車(chē)運行良好。