智能车路径识别及控制策略的研究.pdf

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1、2012年7月机床与液压Ju1．2012第4O卷第l3期MACHINETOOL&HYDRAULICSVo1．40No．13DOI：10．3969／j．issn．1001—3881．2012．13．025智能车路径识别及控制策略的研究刘林，孙冬梅(南京工业大学自动化与电气工程学院，江苏南京211816)摘要：以“飞思卡尔杯”智能车比赛为应用平台，以微控制器MC9s12xs128为核心单元，设计一套通过激光传感器实现路径识别的智能寻迹小车系统，利用模糊算法和过滤处理找出路径位置和方向，采用PD控制策略对小车运行进行控制。硬件设计包括信号调理电路、电源和电机驱动的设计等。实验结果证明，按该方

2、案设计的智能车能够快速稳定运行。关键词：智能车；激光传感器；路径识别；模糊算法；控制策略中图分类号：TP242．6文献标识码：B文章编号：1001—3881(2012)13—082—3StudyonPathRecognitionandControlStrategyofIntelligentVehicleUULin．SUNDongmei(SchoolofAutomation＆ElectricalEngineering，NanjingUniversityofTechnology，NanjingJiangsu211816，China)Abstract：Takingthefreescale’S

3、intelligentvehicleastheapplicationplatform，adoptingmicrocontrollerunitMC9s12xs128asthecoreprocessor，thetrackingsystemofanintelligentvehiclewasdesignedbymakinguseofthelasersensortorealizethepathrec-ognition．Thefuzzyalgorithmandthefilteringprocessingwereadoptedtofindthepathpositionanddirection．The

4、PDcontrolstrategywasusedtOcontrolthevehicle．Thehardwaredesignincludedthecircuitboardproduction，thedesignofthelasersensor，thepowerdesignandthemotordriverpart．Theexperimentalresultsshowsthattheintelligentvehicledesignedbasedonthisschemecanrunfastandsteadily．Keywords：Intelligentvehicle；Lasersensor；

5、Pathrecognition；Fuzzyalgorithm；Controlstrategy“飞思卡尔”杯全国大学生智能汽车竞赛是在路信息，再根据路径识别算法分析出智能车偏离道路组委会提供的赛车模型上，采用16位微控制器的状况，之后采用PID算法输出PWM信号以控制直MC9s12xs128单片机作为核心控制单元，自行设计硬流电机的转速和舵机的转向⋯。件电路及编写软件程序，在规定赛道上，智能车能自1．1电源选型主识别路径并按规定行驶完全程。该方案中的智能寻智能车硬件控制系统中，总电源采用7．2V2000mAh迹小车系统采用激光传感器，通过模糊算法以及滤波Ni—cd供电，此电池可以直接供给

6、直流电机7．2V电处理实现路径识别，以此控制舵机转向和直流电机速压，而单片机系统、路径识别的光电传感器(即发度，同时采用参数自整定模糊PD控制实现小车自主射管与接收管)和光电编码器等采用5V电源，舵机调速，使智能车在跑道上快速稳定运行。采用6V电源，设计中分别选择稳压芯片LM29401系统硬件设计和LM2576提供5V以及6V的电压。智能车控制系统主要包括电源模块、路径识别、1．2直流电机驱动方案直流电动机驱动和运动控制等，图1为系统硬件电路直流电机具有良好的线性调速特性，而脉冲调制总体架构。(PulseWidthModulation，PWM)控制方式为直流电机控制的主流方法。设计中采

7、用两片驱动芯片鹭MC一9s—l2xsl：sI．BTS7960组成H桥电路，通过改变从单片机输入到芯片的PWM波的占空比来控制供给电机电压的大电源模块小，从而控制电机的转动速率和电机的正反转，实图1系统硬件电路总体架构现赛车的直道加速、弯道减速等功能。原理图如图系统的工作原理：xs128通过光电传感器采集道2所示。收稿日期：2011—06—20作者简介：刘林(1986一)，女，工学硕士，研究方向为检测技术与自动化装置、智能控制。E—mail：li