智能车控制方案

1、关于传感器的摆放

传感器的摆放直接影响到智能车（Smart Car）对路径的判断，初步决定这样摆放。

1.1主检测传感器的排列方法——非等距直线型

由于传感器的数量被限制在16个之内，而必须需要一个车速传感器，所以能检测路径的传感器只可以使用15个。初步设想如下：取11个光电对管，作直线型排列，相临的两个间距为2cm，大约为100mil（2.54mm）的8倍，比较方便在面包板上焊接。11个光电对管一共占据20cm的空间。以上11个传感器作为主检测电路。在控制算法中，要保持黑色路径不越过这个距离。如图1。

图1 主检测传感器排列

1.2辅检测传感器的排列方法

初步设想为在11个主传感器两边加两个保护对管，由于车宽有限，这个方法未必合适。第二种方法如下：设想在小车四个轮子附近安排4个对管，这样可以起到对小车控制的辅助作用，而传感器数量也不会超过限制。

图2 辅检测传感器排列

1.3传感器电路板的制作

由于时间紧迫，故不另做PCB而使用面包板裁剪出来。形状不重要，一般为矩形。注意每个对管除了相应的供电电路及电阻外，必须另加1个电位器用于调节其敏感度。

1.4输入量的类型

在模拟量和数字开关量之间，我们选用模拟量。一是因为这样会简化硬件电路，二是因为我们可以使用软件设置门限值，这样便于调整传感器与地之间的角度和距离，而开关量显然不具备这些优点，还需要调节电位器，不好把握。

2关于软件的编写

2.1传感器输入量的检测

传感器输入的模拟量需要利用软件进行转换后才可以使用，该软件初步设想如下：

1、确定一个门限值，把输入的模拟量转换为数字量并保存为1个UINT类型的变量中。比如11个传感器输入的模拟量分别为：

98

589

564

100

102

180

99

78

80

89

98

而门限值为200，则用每个数减门限值，如果结果大于0，对应位为1；小于0，对应位为0。所以结果如下：

0

1

1

0

0

0

0

0

0

0

0

这样便把模拟量转换成了数字量。

得到的数字量必须进行进一步转换以利于控制。转换方法如下。（假设检测到路径置1）

因为路径宽度为3.5cm所以11个主传感器中总会有1-2个“压”到路径上，我们假设当最中间的6号传感器单独压到路径上时，检测变量=0。如果路径右移，压到6和7号两个传感器时，检测变量=1。再右移，只压到7号传感器时，检测变量=2。以次类推，最终右移至单独压11号传感器时，检测变量=10。向左移类似，检测变量为负，范围是-1到-10。此变量控制需要可按比例适当放大。这样我们得到可以直接利用的变量。

2.2辅传感器的检测

按照门限值计算出的数字量，保存为一个字节即可（只用4位）。

2.3电机控制策略

可以采用传统的PID控制，输入量为当前路径位置（I），当前路径转角（P），当前路径曲度（D）。输出量为PWM值。

2.4舵机控制策略

可以采用模糊控制，使用9S12单片机的模糊指令。模糊规则输入为当前位置和当前转角。输出量为PWM值。

2.5辅传感器控制软件

采用if…else…的形式加以保护。