基于路径识别智能车控制算法的研究

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1、基于路径识别智能车控制算法的研究摘要本文分析了当前国内外智能车辆发展现状与智能车辆应用的关键性技术后，设计了以飞思卡尔公司MC9S12XSl28微控制器为核心的智能小车及其运动控制系统，该智能车制作完成后能在给定的跑道上自寻迹行驶。本文的主要研究内容如下：采用模块化的方法设计智能小车整个硬件系统。硬件系统主要包括MC9S12XSl28微控制器模块、电源管理模块、光电路径识别模块、前轮舵机转向控制模块、后轮直流电机驱动电路模块和速度检测模块这六大部分。研究了光电传感器离散布局的路径识别算法。13对红外光电传感

2、器呈一字型不等间距布局，根据小车车身相对于黑线的位置，提取了32种路径信息，对提取到的路径信息进行了软件滤波处理，并且还对道路特殊标志进行了识别，再根据采集到的路径信息来控制舵机转向，舵机转向采用的是开环控制。车速检测采用的是测频法，编码盘每旋转一周，红外接收管会输出特定数目的脉冲，在单位时间内读取这些脉冲总数，计算出编码盘转过的圈数，通过公式得到小车的当前速度。智能车的直接动力来源于直流电机，实际上控制了直流电机的转速就相当于控制了智能小车的行驶速度。本文对直流电机控制系统进行了数学建模，并用经典法进行了

3、参数辨识得出了其传递函数的数学表达式，设计了模糊PID控制器，并在MATLAB7．0软件中的Simulink工具箱下对其进行了仿真。仿真结果表明该控制系统的动态性能、稳态性能及抗扰性能都达到了良好的效果。关键词：智能车路径识别直流电机模糊PID仿真ABSTRACTRoNAfteranalyzingthecurrentdevelopmentstatusandthekeytechniquesofintelligentcar，thispaperdesignsaintelligentcaranditsmotionc

4、ontrolsystem．whichisbasedontheMC9S12XS128microcontrollermadebyFreescale．111eintelligentCarCandrivebyitselfthroughidentifyingtheblackguide-lineinagivenpath．nemainresearchcontentsofthisPaperareasfollows：，nlepaperachievesthewholehardwaresystemdesignsoftheinte

5、lligentCarbymodularizingdesign．Therearesixdifferentmodulesinthehardwaresystem：MC9S12X：S128microcontrollermodule，powermanagementmodule，opticalpathidentificationmodule，servosteeringcontrolmodule，DCmotordrivecircuitmoduleandspeeddetectionmodule．ThePaperhasstu

6、dieddiscretedistributionofinfraredphotoelectricsensorspathidentificationalgorithm．Thereare13pairsofinfraredphotoelectricsensors，whicharraysasarowwithnonequaldistance．ItCallget32kindsofpathinformationsaccordingtothepositionofcarbodvrelativetotheblackline．Th

7、eseinformationsareallprocessedbysoftwarefiltering．ThenitCallcontrolservosteeringaccordingtopathinformationscollected．Servosteeringisusedinopen-loopcontr01．Speeddetectionadoptsmethodofmeasuringfrequency．Infraredreceivingtubewilloutputaparticularnumberofpuls

8、eswhenencodeddiskrunaround．InunittimeMCUreadsthetotalofthesepulses，andcalculatestheturnedlapsofencodeddishtotal，atlastthroughtheformulawecangetcurrentspeed．ofintelligentcal"ThedirectpowerofintelligentCarcomes