基于光电传感器的智能车寻迹方法研究

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1、万方数据己口口7年吕月与开发#i≤；#l㈥懿裂㈥潞黼㈤粼麟戮黼黼鳓赣黼焉—黧————_—一第己5卷第日期—●_基于光电传感器的智能车寻迹方法研究葛鹏飞郑建立柳翔飞(东华大学上海201620)摘要：本文介绍了自主式寻迹智能车的设计，研究了采用红外反射式光电传感器作为路径采集模块实现自动寻迹的软硬件设计方法。系统以FUJn弓u公司的MB89F202为主控制器，利用光电传感器阵列采集离散的路径信息，对舵机和驱动电机分别采用了PD控制算法和问接的PⅢ控制算法，从而避免了智能车转向及车速调节的阶跃式变化，消

2、除了超调及振荡现象，达到r近似连续的控制效果。研究表明，此设计方案可在黑白(或色差较大)赛道上获得良好的自主寻迹效果。关键词：智能车；寻迹；光电传感器；路径识别中图分类号：TP242．6文献标识码：BResearch0faut蚰OmoustracinginintelligentVehiclebasedOnphotoelectricsensorGePengfeiZhengJianliLiuXiangfei(I)。T19huaUniversl‘y，Shallghai201620)Ab!Ih州：Thep

3、aperintroducesthedesjgnoftheautonornoustracingintelUgentvdhide．Thesoftwarea工ldhardw盯ede_signmethod、vhichrealizestheauton。moustracingusingtheinfraredrenectivephotoelectricsensorsasthepathrecogni—tionmoduleisresearched．ThesystemwiththekeycomrollerofFUJI

4、TSUcorporation’sMB89F202recognizesdiscretepathinf0Hnati。nbyanarrayofphotoelectricsenSors．ThePIDalgorjthmandtheindirectPDalgorithmareutilizedon出eservomotorandthernotor'drjverespectively．Therefore，thesystemav。idsthestep-va血tion0fintell塘entvehicle’sdirec

5、tiona工1dspeedc}珀nge，eliminatesheover_controlandosclUation，andappro)dmatelyobtain5c。ntinuouscontroleffect．Thestudyshowsthatthedesignplanhasaniccautononloustracingeffectontheblackandw上1ite(or1argecdor_difference)trackKeywords：intelligentvehicl8；autonorn

6、oustracing；photoelectricsensor；pathrecogTlitionO引言智能车系统以一个标准的汽车模型作为载体。为了提高智能车行驶的速度和稳定性，单片机需要将路径的迅速判断、舵机与驱动电机的控制紧密地结合在一起。而路径识别模块是智能车系统的关键模块之一，路径识别方案多采用红外反射式光电传感器或者cCD／cM0s图像传感器。ccD／cMOs图像传感器寻迹方案的优点是可以更远更早地感知赛道的变化，但是信号处理比较复杂。光电传感器体积小、价格低廉、安装灵活方便且不易受可见光的

7、干扰，故选用红外反射式光电传感器作为路径检测元件。源管理模块、传感器模块、直流电机驱动模块、舵机控制模块等组成，如图1所示。单片机通过光电传感器阵列采集路径信息，然后采用一定的控制算法控制舵机的转角和直流驱动电机的速度，从而实现智能车自动寻迹行驶。2硬件设计图l系统框图1系统总体设计智能车电源为7．2v2000mAh镍镉蓄电池，采用后智能车系统以MB89F202为核心，由单片机模块、电轮驱动方式，将I。298的两个H桥并联以增大驱动能力。作者简介：葛鹏飞(1983)，男，硕士研究生，主要研究方向为

8、模式识别与智能系统、嵌人式系统应用。一40一万方数据组成，相应于不同的路面条件(主要是黑白度)，接收管接收到地面漫反射红外线后其两端电压将有所不同。其电压大小与接收管距离黑色引导线的水平距离有定量关系：距离黑线越近，电压越低；距离黑线越远，电压越高(具体的对应关系与传感器的型号以及离地高度有关)。因此，可以根据传感器电压的大小确定各个传感器与黑色引导线的距离，获得智能车的位置信息。MB89F202有8路10位A／D转换器，A／D转换器采集光电传感器阵列接收管的端电压值，经单片机处理