大学生竞赛车模的路径优化设计(2)
4.3 速度采集及路程控制 19
4.4 坡道处理 19
4.5 起跑线识别 20
4.6 控制策略 20
4.6.1 摇头舵机控制 20
4.6.2 转向舵机控制 21
4.6.3 速度控制策略 22
5 设计方案和测试 23
5.1 红外对管传感器电路 23
5.2 红外管传感器电路的设计 23
5.3 红外管传感器电路的测试 24
6 传感器布局对寻迹的影响 26
6.1 传感器布局的常见种类 26
6.2 传感器布局与前瞻性的关系 26
6.3 传感器间的干扰及其解决方案 27
7 调试说明 28
8 小车模型改造后的主要技术参数 29
9 结束语 30
致谢 31
参考文献 32
附录 33
1 绪论
智能车即轮式移动机器人,是一种集环境感知、决策规划、自动行驶等功能于一体的综合智能系统,智能车集中地运用了自动控制、模式识别、传感器技术、汽车电子、电气、计算机、机械等多个学科的知识。随着控制技术、计算机技术和信息技术的发展,智能车在工业生产和日常生活中已经扮演了非常重要的角色,近年来,智能车在野外、道路、现代物流及柔性制造系统中都有广泛运用,已成为人工智能领域研究和发展的热点。
1.1 课题的目的和意义
此研究是基于大学生智能汽车竞赛进行的，该竞赛的设计内容涵盖了控制、模式识别、传感技术、汽车电子、电气、计算机、机械、能源等多个学科的知识，因此竞赛车模即是一个极具机电一体化特征的产品，智能赛车的设计可以有效增强多学科知识的融合，激发创造性思文，拓展新颖的自动控制解决方案。此外，智能汽车目前还是一个前沿领域，智能车竞赛正是迈入这个领域的第一步。全国性的智能车竞赛的参赛者来自全国各大高校，其中包括了国内声誉最高的工科名校，智能车大赛是基于公平的车模平台进行的比赛，它将有效检验研究的成果，同时这也是高校工程能力的一场竞技。
本研究具有深远的意义。自动化技术是现代工业技术的主导方向，从工业机器人的广泛使用、机床的数字化等方面都可以看出自动化技术的重要地位。现代自动化技术不同于传统机械或电子专业，它将机械技术、电子技术、计算机技术、传感器技术和自动控制技术集合于一身。竞赛车模实际上是一个自动化产品，车模通过传感器采集道路信息，由微机进行处理和分析后结合其他传感器采集的车体信息，闭环控制，不断调整车模在道路上的位姿和速度，并沿赛道尽可能快地抵达终点，过程中无任何人为操作。
优化设计是从多种方案中选取最佳方案的设计方法。本研究中优化设计的目的有：提高道路识别的速度和准确性；提高车体在多变路况情况下行驶的稳定性；提高车模的动力性能；降低能耗等。
由此可见研究自动控制系统及其优化设计是及其重要的，这正是此项研究的意义所在。
1.2 发展概况
1.2.1 国内背景
智能小车的发展主要是在自动化控制领域，一些大中专院校为了培养学生动手及编程能力，同时提高学生的兴趣，为智能小车控制领域提供了环境。同时一些比较大型的比赛，如全国电子设计大赛开始采用这类的题目，虽然都是用小车，但是控制方式都是不一样。在智能小车现今发展最好的当时 飞思卡尔 举行的比赛，采用先进的摄像头采集黑线线路，此时要求芯片的运算速度是非常高的。其他的一些黑线检测题目，都加了其他的一些要求，如两辆小车交叉抢跑等。
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