双排传感器循迹策略研究

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1、双排传感器循迹策略研究吋间:2009-06-2310:08:47来源:电子产品批界作者:双排传感器的优势目前,大多数智能车采用单排传感器的道路检测方式,这种方式获得的道路信息少,对智能车的状态和道路的状况都不能很好地区别,造成控制上的麻烦。为了弥补不足,形成了大前瞻的单排传感器的道路检测方式,这种方式检测的距离更远,能够更早地判断出道路的走向,在一定程度上弥补了检测精度低的缺点,但也无法有效地区分智能车状态与道路状况。比赛的车模可选用摄像头或传感器的方式进行道路信息检测,我们的车模采用的是双排红外的循迹方式,釆用大前瞻双排传感器可以得到更多的赛道信

2、息,更早地采取策略处理,形成更好的行车轨迹。是采用复杂的摄像头方案的一种替代方式。可以在直道中实现稳定控制,加速顺畅的能力;在S弯川以小曲线的方式前进,减少行进路线和舵机调整次数。在大弯屮实现提前转弯,切内弯的效果。尤其是在转弯方面,通过前后排共同对弯道的预测,达到延伸物理识别距离的能力,从而做出提前的动作,减少由于检测距离近而带来的负面影响,达到上述效果。传感器阵列布局图1中仅以接受管示意传感器位置。布局方式说明前排传感器伸出距离较远,小车中心偏离黑线后,会在前排传感器上产生较大偏移量。后排传感器伸出距离较近,小车中心偏离黑线后,会在后排传感器上

3、产生较小偏移量。利用前后排传感器对小车偏移时不同的敏感度对小车进行控制。为了使前后排体现出更明确的分工和采集到更远处的信息,我们把前排传感器倾斜约45。角,使前排的前瞻距离更大,更能体现出前排的优势和特点。直道识别方式、控制策略直道识别方式(1)釆用此种方式布局双排红外,对于直道的判别方法可有以下5种物理方式,每种方式应用的时机列在表后。mi传感器阵列布局第一种直道情况(图2)在左转大弯后,出弯时最可能出现的前后排传感器检测到黑线时的组合情况。适用于左转90。弯、180。弯。提前得到出弯信息,舵机向左转动较小角度,并在此吋采取加速动作,起到弥补前瞻

4、不足的作用。此情况在赛道的s弯出现吋,不满足直道的第二种识别方式,故不会加速。第二种直道情况(图3)此情况是对第一种情况的再确认,左转大弯并经过第一种情况后,再经历此种情况,可确认无误前方为直道,继续提升小车的加速能力。控制程序由弯道程序切换到直线稳定程序。图3第二种直逍情况图4第三种直逍悄况1/212»>

5、0顶一下双排传感器循迹策略研究时间:2009-06-2310:08:47来源:电子产品世界作者:第三种直道情况(图4)此时采取直线稳定控制。由于前两种情况已经明确识别为直道,此种情况只是增加直道识别的成功率。第四种直道情况(图5)与第二种情况类

6、似,对第五种情况的再确认,右转转大弯并经过第五种情况后,再经历此种情况,可确认无误前方为直道,继续提升小车的加速能力。控制程序由弯道程序切换到直线稳定程序。图5第四种况图6第丘种克逍悄况<I二口第五种直道情况(图6)在右转大弯后,出弯时最可能出现的前后排传感器检测到黑线时的组合情况。适用于右转转90。弯、180。弯。提前得到出弯信息,舵机向右转动较小角度,并在此时采収加速动作,起到弥补前瞻不足的作用。在赛道的s弯出现时,不满足直道的第二种识别方式,故不会加速。(2)直道识别,程序辅助确认进入弯道后,随着小车的行进,会发生振荡,致使出弯时不一定满足上

7、述5种情况。为了提高直道的识别成功率,增加第二种直道判别方法。两者同时起作用,满足第一种后经过最多15ms确认是直道。程序是循环执行,我们的程序执行频率是2KHz0采用定吋中断(15ms)的方式,对前排中I'可3个传感器(编号为3、4、5)使用3个计数器分别计数,每次执行程序若是其中一个检测到黑线,相对应的计数器加I。经过计算,15ms内所能计数的最大值为31。我们设定计数的最大值,若在15ms内达到所要求的计数值,就认为是直道,切换直道程序并将计数器清零;若15ms内没有达到所要求的计数值,计数器清零,重新计数。例如小车为2m/s的速度,小车行进

8、3cmo我们只要判断2〜2.5cm内为直道即可。所以设最大计数值为20〜25即认为是直道,跳出弯道程序。当然也可以采用更严格的方法来判断,只需调整定吋中断的吋间和计数值即可。此条件在进入直道后总能满足,所以作为第一种直道判别方式的补充,保证直道的稳定可靠识别。直线稳定控制策略小车出弯后,由于舵机的反应不灵敏,智能车会发生振荡,随后才能达到稳定,为了尽早减小振荡,采用如下方式控制小车出弯后的动作:在弯道策略中设置标志位,进入直线程序后,识别标志位,对控制舵机转向的公式采取修正设置。公式为:q二Klql+K2q2;其中q为最终送给舵机的控制量,ql为前

9、排光电传感器的返回转角值,q2为后排红外返回转角值。KI、K2分别为前后排传感器的加权比例值。通常情况下KI、K2为1,需

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