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[摘 要]提出了几种基于电磁循迹智能车电感分布的方式以及各自优缺点的比较，并针对各种情况，给出了相应的软件算法，应用归一化，中值滤波等算法，大大提高了智能车循迹精度及灵敏度。
[关键词]电磁车 循迹 电感分布 软件算法
中图分类号：D112 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）07-0323-01
[Abstract]We come up with some kind of ways of the distributional inductance basing on the electromagnetic intelligent car. And we compare with their merits and faults. What’s more， based on the situation referred above， we give the software algorithms corresponding to them， which use uniformization and median filter etc， significantly enhancing the accuracy and the sensitivity of electromagnetic intelligent car finding the way.
[Key words] electromagnetic intelligent car；traction；distributional inductance；software algorithm
一、电磁传感器分布方式分析
对于电磁循迹智能车，电磁传感器无疑是智能车的“眼睛”，其分布方式更是影响着小车检测导线的精度以及准确性。对此，我们提出了以下四种电感排布方式，并比较了各自的优缺点。
（1）一字型电感（多电感）排布算法
如图a所示，利用多个电感等距离对称排布
优点：在车体水平移动时，两电感间的差值变化很大，反应灵敏，
缺点：水平电感不能检测大S弯道及直角弯，导致转弯不灵敏和特殊路径识别不准。
（2）一字（多电感）与垂直辅助电感（两个）排布算法
如图b所示，在原一字型电感排布的基础上增加垂直电感。
优点：通过增加两个垂直电感，可以更好的检测弯道、直角和S弯等特殊路段。同时还可以在有限的碳纤杆长度上提高前瞻，增大检测的范围，改善智能车的入弯状态和优化路径。
缺点：电感的增多会增大的电感之间的互感，带来一定的干扰，使信号不稳定，影响路径识别。
（3）内八型电感分布方式
如图c所示，两个45度内八字形电感分别对称分布于车体两端。
优点：电感数量少，在较长的前瞻上面可以减轻车体前身重量，使重心后移，增加稳定性和入弯的姿态。两个信号容易处理，提高计算速度。
缺点：在弯道的检测上容易丢线，且两个电感需高度对称，车子稳定性难以保证。且对特殊路径的识别上面容易误判，导致循迹失败。
（4）双排及多排电感分布
如图d所示，采用双排及多排一字型电感分布于前瞻。
优点：第一排电感作为较远前瞻，第二排作为较近前瞻，用两个前瞻可以增加判断的准确性并能实现滤波。
缺点：两排电感增加了电感的数量，在前瞻较远的时候增加了车子前部分的质量使中心前移。较多的电感数量增加了数据量，处理起来比较复杂且增加控制周期，反而降低了控制精度。
二、软件算法设计
（1）一字型电感（多电感）排布算法
一字排布算法可以很灵活，应用归一化算法，即对所有电感进行统一采集，然后以其最大值Dmax最小值Dmin的差為分母，然后用逐个电感的值error[i]减最小值的电感为分子做为权重，他们的比值为归一化的偏差，然后用每个电感的归一化偏差去乘以他们的权值Weights[i]的和做为偏离磁导线的偏差Error，这样计算偏差的方式，用到了所有的电感值，排除了单一电感的不稳定造成的粗大误差。
（4）双排及多排电感分布
对于双排及多排电感分布，循迹原理与单排电感循迹原理相同，在此不再赘述。只是应特别注意每排电感间数据的协调配合，避免冲突。
三、结论
经测试，以上四种电磁传感器分布方案均可较好的拟合电磁中心引导线位置，且偏移量连续线性变化，误差在5mm以内。不可否认的是，依然还有很多传感器分布方案值得我们去探索，也为未来电磁循迹车应用到实际生活提供了理论基础。
参考文献
[1] 卓晴，黄开胜，邵贝贝.《学做智能车——挑战“飞思卡尔”杯》[M].北京：北京航空 航天大学出版社，2007.
[2] 邵贝贝.《单片机嵌入式应用的在线开发方法》[M].北京：清华大学出版社，2004.10.
[3] 谭浩强.《C 程序设计》[M].北京：清华大学出版社，2005.
[4] 黄开胜，金华民，蒋狄南.韩国智能模型车技术方案分析[J].电子产品世界，2006.
[5] 张伟等.Protel DXP高级应用[M].北京.人民邮电出版社.2002.
[6] 卓晴.基于电磁引导的智能车控制算法.
[关键词]电磁车 循迹 电感分布 软件算法
中图分类号：D112 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）07-0323-01
[Abstract]We come up with some kind of ways of the distributional inductance basing on the electromagnetic intelligent car. And we compare with their merits and faults. What’s more， based on the situation referred above， we give the software algorithms corresponding to them， which use uniformization and median filter etc， significantly enhancing the accuracy and the sensitivity of electromagnetic intelligent car finding the way.
[Key words] electromagnetic intelligent car；traction；distributional inductance；software algorithm
一、电磁传感器分布方式分析
对于电磁循迹智能车，电磁传感器无疑是智能车的“眼睛”，其分布方式更是影响着小车检测导线的精度以及准确性。对此，我们提出了以下四种电感排布方式，并比较了各自的优缺点。
（1）一字型电感（多电感）排布算法
如图a所示，利用多个电感等距离对称排布
优点：在车体水平移动时，两电感间的差值变化很大，反应灵敏，
缺点：水平电感不能检测大S弯道及直角弯，导致转弯不灵敏和特殊路径识别不准。
（2）一字（多电感）与垂直辅助电感（两个）排布算法
如图b所示，在原一字型电感排布的基础上增加垂直电感。
优点：通过增加两个垂直电感，可以更好的检测弯道、直角和S弯等特殊路段。同时还可以在有限的碳纤杆长度上提高前瞻，增大检测的范围，改善智能车的入弯状态和优化路径。
缺点：电感的增多会增大的电感之间的互感，带来一定的干扰，使信号不稳定，影响路径识别。
（3）内八型电感分布方式
如图c所示，两个45度内八字形电感分别对称分布于车体两端。
优点：电感数量少，在较长的前瞻上面可以减轻车体前身重量，使重心后移，增加稳定性和入弯的姿态。两个信号容易处理，提高计算速度。
缺点：在弯道的检测上容易丢线，且两个电感需高度对称，车子稳定性难以保证。且对特殊路径的识别上面容易误判，导致循迹失败。
（4）双排及多排电感分布
如图d所示，采用双排及多排一字型电感分布于前瞻。
优点：第一排电感作为较远前瞻，第二排作为较近前瞻，用两个前瞻可以增加判断的准确性并能实现滤波。
缺点：两排电感增加了电感的数量，在前瞻较远的时候增加了车子前部分的质量使中心前移。较多的电感数量增加了数据量，处理起来比较复杂且增加控制周期，反而降低了控制精度。
二、软件算法设计
（1）一字型电感（多电感）排布算法
一字排布算法可以很灵活，应用归一化算法，即对所有电感进行统一采集，然后以其最大值Dmax最小值Dmin的差為分母，然后用逐个电感的值error[i]减最小值的电感为分子做为权重，他们的比值为归一化的偏差，然后用每个电感的归一化偏差去乘以他们的权值Weights[i]的和做为偏离磁导线的偏差Error，这样计算偏差的方式，用到了所有的电感值，排除了单一电感的不稳定造成的粗大误差。
（4）双排及多排电感分布
对于双排及多排电感分布，循迹原理与单排电感循迹原理相同，在此不再赘述。只是应特别注意每排电感间数据的协调配合，避免冲突。
三、结论
经测试，以上四种电磁传感器分布方案均可较好的拟合电磁中心引导线位置，且偏移量连续线性变化，误差在5mm以内。不可否认的是，依然还有很多传感器分布方案值得我们去探索，也为未来电磁循迹车应用到实际生活提供了理论基础。
参考文献
[1] 卓晴，黄开胜，邵贝贝.《学做智能车——挑战“飞思卡尔”杯》[M].北京：北京航空 航天大学出版社，2007.
[2] 邵贝贝.《单片机嵌入式应用的在线开发方法》[M].北京：清华大学出版社，2004.10.
[3] 谭浩强.《C 程序设计》[M].北京：清华大学出版社，2005.
[4] 黄开胜，金华民，蒋狄南.韩国智能模型车技术方案分析[J].电子产品世界，2006.
[5] 张伟等.Protel DXP高级应用[M].北京.人民邮电出版社.2002.
[6] 卓晴.基于电磁引导的智能车控制算法.