基于激光传感器的自主寻迹智能小车控制系统

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1、毕业设计基于激光传感器的自主寻迹智能小车控制系统系别自动化工程系专业自动化班级学号5060601姓名翁宁龙指导教师顾德英2010年6月17日东北大学秦皇岛分校毕业设计（论文）第II页基于激光传感器的自主寻迹智能小车控制系统摘要本智能小车控制系统以MC9S12XS128微控制器为核心。利用一排15个激光发射管与8个接收管作为路径识别传感器，通过MC9S12XS128的I/O口获得传感器信号，经过路径识别算法得到赛道信息，从而确定小车相对于轨迹线的位置，并利用特征提取方法提取赛道类型，实现起跑线、十字交叉线的识别，同时设定小车的速度。通过舵机延时时间的测量以及工作原理，建立出舵机模型，采用PD

2、控制算法输出PWM波控制舵机转向，完成对小车运动方向的控制。采用光电编码器获取小车的速度，经过与当前小车速度的设定值比较后得到速度偏差，然后采用PID算法计算并输出PWM脉冲控制电机驱动电路，从而调节电机的转速，完成对小车运动速度的闭环控制。为了提高小车的行驶速度和稳定性，采用数字滤波算法滤除错误的赛道信息。实验结果表明，该系统达到了预期设计效果，满足了实际需求。关键词：MC9S12XS128，激光传感器，舵机模型，路径识别算法，PID东北大学秦皇岛分校毕业设计（论文）第II页Controlsystemofsmartcartoidentifythepathbasedonlasersenso

3、rsAuthor：WengNingLongTutor：GuDeYingAbstractThiscontrolstystemofthesmartcarhaveusedMC9S12XS128microcontrollerasthecore.Touseoflasersensorswhichnumberis15asPathidentificationsensor.TheI/OmodulewithinMC9S12XS128receivethesensorsignals,andtogetinformationoftrackfromAlgorithmofpathidentification,andtha

4、twilldeterminethelocationofmodelcars,andthen,tousefeatureextractiontogettypeoftracksuchaslineofcross,lineofstartandsoon.Tocreatemodelofsteeringgearbymeasurethedelayofsteeringgear,PDcontrolalgorithmusedtocontrolsteeringgearshiftandprovidedirectionandoneusingencodertogetthespeedofvehicles.Aspeeddevi

5、ationwillbegottenafterthecomparisonwiththecurrentsetvalueofspeed.theuseofPIDcontrolalgorithmwillcalculatethedeviationandoutputPWMpulsetocontrolthemotordrivecircuitforadjustmentofdrivemotorspeed.thuscompletethemodelvehiclemovementspeedandmovementdirectionoftheclosed-loopcontrol.Inordertoimprovethes

6、peedandreliabilityofthesmartcar,tousedigitalfilterwhichcanfiltererrormessage.Experimentalresultsshowthatthesystemhasachievedtheintendedgoalandmettheactualdemand.KeyWords:MC9S12XS128,Lasersensors,Modelofsteeringgear,Algorithmofpathidentification,PID东北大学秦皇岛分校毕业设计（论文）第67页东北大学秦皇岛分校毕业设计（论文）第67页目录1绪论11.

7、1研究背景及意义11.2智能汽车竞赛的现状及发展11.3论文安排22控制系统总体设计方案42.1控制系统整体结构42.2控制系统各模块设计基本要求43控制系统组成63.1赛道检测模块63.1.1光电车路径传感器的选择63.1.2激光传感器工作原理73.1.3激光传感器布局93.1.4激光传感器信号读取方式103.2舵机控制模块113.2.1舵机工作原理113.2.2舵机的安装及其转角的扩大133.2.3舵机模型143.2