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智能小车是智能行走机器人的一种,这种智能小车可以适应不同环境,不受温度、湿度、空间、磁场辐射、重力等条件的影响,可以在人类无法进入或生存的环境中完成人类无法完成的探测任务,适用于国防及民用多个领域。
本文阐述了智能小车从硬件电路到软件控制的设计和实现过程。本课题中,采用一款四轮的带有差速器的后轮驱动模型赛车作为智能小车基本载体,系统采用了可靠性高,抗干扰能力强,工作频率较高,系统的实时性较好的16位单片机MC9S12DG128B作为控制核心。车前部安装的CMOS摄像头负责采集道路信号,作为小车的导航依据。设计目标是智能小车能在弯曲不平的道路上自主循迹运行,不偏离道路,速度越快越好。围绕着智能小车的设计目标,介绍了相应的软件系统和硬件电路设计,硬件电路包括有电源模块,摄像头模块,测速模块,电机驱动模块,无线通讯模块,手动设置模块等的电路。而软件控制系统中,首先设计了摄像头采集信息及处理图像的程序,根据道路信息,采用不同的控制方法控制智能小车的速度和方向。小车的速度系统采用PID控制中的快速最优(Bang-Bang)控制来小车的速度;它结构简单,有非常强的灵活性,不需要精确的数字模型;小车的方向控制则采用了模糊控制方法,并充分利用了采用了单片机MC9S12DG128B中它本身自带有的模糊控制指令,简化了模糊运算速度和算法调整的过程,缩短了运算时间,更有利于模糊推理机的实现。