基于电磁传感器识别路径的智能车设计

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1、本文以第七届“飞思卡尔”杯全国大学生智能汽车竞赛为背景，对两轮直立行走智能小车硬件和软件进行了深入的分析与设计，以参与制作的智能小车为例介绍智能小车设计制作的全过程。该智能车系统所用车模型号为N-286o采用16位单片机MC9S12XS128作为主控制单元，设计、制作一辆能够自动识别路径并能两轮自平衡直立行走的智能小车。整个智能车系统主要包括三大方面：机械结构安装，硬件电路设计，软件算法设计。木系统在设计中采用模块化设计，其中，路径检测模块采用LC谐振回路作为选频网络，然后对其信号进行放大、滤波；

2、角度检测模块利用陀螺仪和加速度传感器分别测量车模的角速度、角度，然后将角速度积分信号与角度信号整合得到车模的精确角度信号；电机驱动模块采用四片BTS7960驱动芯片，两两级联构成全桥驱动电路，利用PWM进行速度控制；速度检测模块采用增量式光电编码器；电源模块通过稳压芯片提供3.3V、5V电压。系统应用PID控制算法，构成一个闭环控制系统。通过对赛道信息、角度信号和速度信号的综合分析，利用N・286型车模双后轮驱动的特点，实现小车两轮自平衡直立行走。关键字：直立行走；PID；MC9S12XS128；

3、电机控制AbstractOnthebackgroundoftheSeventhFrccscalcCupIntelligentAuto-mobileCompetitionfornationalcollegestudents,thispaperconductsdeepanalysisanddesignonthehardwareandsoftwareofthetwowalkinguprightintelligentautomobiles,andbrieflyintroducesthewholeproce

4、ssesofdesigningandmakingtheautomobilethroughtheexampleofmakingtheintelligentautomobile.Thisintelligentauto-mobilesystemadoptsthemodelN-286asitstype.Bytakingthe16bitssinglechipmicrocontrollerMC9S12XS128asitsmaincontrolunit,wecandesignandmakeanintellige

5、ntauto-mobile,whichcanrecognizecertainroadautomaticallyandrunuprightwithitstwowheels.Theentiresystemcontainsthreemainparts:theinstallationofmechanicalstructure,thedesignofhardwarecircuitandthedesignofthesoftwarealgorithm.Thesystemadoptsthemodulardesig

6、n.Amongthem,thepathdetectionmoduleusesLCresonanceloopasthefrequencyselectivenetwork,andthenhasitssignalamplifiedandfiltered.Theangledetectionmoduleusesthegyroscopeandangleaccelerationsensortomeasuretheangularvelocityandangleofmodelsrespectively.Thenit

7、integratesanglespeedsignalandanglesignaltogetpreciseanglesignalofthemodels.MotordrivermoduleusesfourpiecesofBTS7960drivechipsandtwocascadestoconstructthewholebridgedrivingcircuit.ThesystemadoptsPWMspeedcontrolalgorithmtoformacloseloopcontrolsystem.Spe

8、eddetectionmoduleusesthesolid-axesphotoelectricencoder.Powermodulesuppliesvoltageof3.3Vand5Vthroughregulatedchips.ThesystemappliesthePIDcontrolalgorithmtoformaclosedloopcontrolsystem・Throughacomprehensiveanalysisoftrackinformation,anglesignala