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资料整理自互联网，版权归原作者！ 欢迎访问 www.XinShiL 新势力单片机、嵌入式　　 智能化汽车 Smart Car 栏目编辑 莫怡欣 机驱动模块、转向电机控制模块、控制参数选 择模块、单片机模块等组成，如图1所示。智 基于光电传感和路径记忆的车辆 能车系统工作电压由+1.6V、+5V、7.2V三个 系统混合组成，其中7.2V用于给驱动电机和 导航系统* 转向舵机供电，5V给车速传感器、MCU 以及 光电传感器接收管供电，1.6V给发光管供电。 Intelligent Vehicle Navigation System Based on Pho- 为了在线控制参数的调整方便，还设置了一个 控制参数选择模块，可以通过几个按键的设 toelectric Sensor Dispersed Arrangment 置，调用不同的程序或控制参数，以适应不同 场地条件的要求。 清华大学 汽车安全与节能国家重点实验室 黄开胜 李立国 刘旺 郝杰 智能车的工作模式是：光电传感器探测 摘要： 本文按照第一届“飞思卡尔”杯全国大学生智能汽车邀请赛 赛道信息，转速传感器检测当前车速，电池电 的技术要求，研制了基于双排排列、模拟式光电传感器、具 压监测电路检测电池电压，并将这些信息输入 有前瞻性能的无人车辆导航系统，提出了基于路径记忆的转 单片机进行处理。通过控制算法对赛车发出控 向和驱动控制算法，总结了智能车设计制作的经验。 制命令，通过转向舵机和驱动电机对赛车的运 关键词： 无人车；导航；光电传感；路径记忆 动轨迹和速度进行实时控制。 想要取得智能车比赛的好成绩，模型车 *本项目获得第 底盘参数优化和硬件设备的可靠性是非常重要 引言 一届“飞思卡尔”杯 为响应教育部关于加强大学生创新意识、 的。其中，前轮定位参数优化、转向舵机力臂 全国大学生智能汽车 合作精神和创新能力的培养的号召，清华大学 增大和底盘重心位置调整对于车模的机械性能 邀请赛冠军。 汽车工程系积极组队参加了第一届“飞思卡 有着较大的影响。底盘参数的优化参见[1]，本 尔”杯全国大学生智能汽车邀请赛。从2005年 文不赘述。 12月开始着手进行准备，历时8个月，研制了 6代基于光电传感器的路径识别方案，开发了 路径识别方案选择与电路设计 智能车仿真研究平台，提出了基于路径记忆算 路径识别方案是首先需要确定的，主要 法的转向及驱动控制策略，在电源管理、噪声 抑制、驱动优化等方面也都进行了研究工作， 通过大量的仿真试验、道路试验和基础性能测 有以下几个问题。 . 光电识别还是摄像头识别； . 传感器如何排列？间隔多大、形状如 图1 智能车总体 结构 试，开发了基于光电传感和路径记忆的智能车 导航系统，为整车系统的优良性能奠定了坚实 基础。本文将从该智能车总体方案、路径识别 方案选择、转向和驱动控制及路径记忆算法等 何、单排还是双排； . . 传感器可向前探测的远度； .传感器信号采用数字式还是模拟式； 电路上如何实现。 方面进行介绍。 由于光电识别方案简单可靠，因此本文 采用了光电识别方案。 智能车总体方案 数字式光电识别与模拟式光电识别 智能车系统以飞 比赛组委会要求传感器个数最多为16 思 卡 尔 公 司 的 个，除掉1个转速传感器，可用于探测路径的 MC68S912DP256 为 传感器为15个，而传感器允许布置的总宽度 核心，由电源模块、 为25cm，如果采用数字式光电传感器均匀分 传感器模块、直流电 布，对道路的探测精度只能达到17mm左右， 50 电子产品世界 2007.2 资料整理自互联网，版权归原作者！ 欢迎访问 www.XinShiL 新势力单片机、嵌入式　　 智能化汽车 Smart Car 栏目编辑 莫怡欣 这样赛车在前进过程 为了保证在离地间隙尽可能大的情况下 中很难达到很高的控 光电传感器仍然有足够大的发光强度，本文采 制精度和响应速度。 用了大电流脉冲触发发光的控制方式。 从本质上讲，数字式 根据实验测试，发光管在发光时，经过的 光电传感器的劣势就 电流约为0.5A。如果用15个传感器，则瞬时 在于它丢掉了路径探 电流为7.5A。这样大的电流肯定会对电池电 测中的大量信息。 压造成一定的冲击，不利于整个系统的正常运 模拟式光电传感 行。因此将前后排传感器的发光时间错开，通 器从理论上可以大大提高路径探测精度。模拟 过两套触发电路来控制发光。这样就有效减小 图2传感器电压与 式光电传感器的发光和接收都是锥角一定的圆 了红外发光管发光时对电池电压的冲击。 偏移距离关系示意图 锥形空间，其电压大小与传感器距离黑色路径 标记线的水平距离有定量关系：离黑线越近， 转向和驱动控制与路径记忆算法 电压越低，离黑线越远，则电压越高(