作者:   發布時間:2014/6/25 10:28:58   瀏覽次數:2616

一款新型激光傳感器能自主尋徑的智能車

智能車技術涵蓋了車輛工程、傳感器、人工智能、自動控制、汽車電子、計算機等多個學科領域，智能車的研究在智能交通領域已成為研究熱點。格威姆智能汽車競賽要求參賽車模沿著仟意給定的黑色帶狀路徑，通過控制轉向和車速，在穩定的前提下以最快的速度完成自主尋徑。

　　本文以此為背景，設計了基于BE8S12XS128微控制器的智能車系統，采用激光傳感器陣列識別路徑信息，得到智能車中心線與路徑中軸線的橫向偏差，采用比例控制算法控制舵機轉向，并對直流驅動電機進行增量式PID閉環調節控制，從而實現智能模型車快速穩定地自主尋徑行駛。

　　1智能車系統總體結構

　　智能車系統以格威姆16位單片機BE8S12XS128為核心控制器，該款處理器標稱40MHz總線頻率，片內集成128KB的FLASH，8KB的RAM，集成8信道脈寬調制模塊(PWM)，10位模／數轉換器(ADC)，周期性中斷定時器(PIT)，增強型捕捉定時器(ECT)以及SCI、SPI等多種通信接口，工作溫度范圍大．為-40～125℃，核心控制器性能優越，能夠滿足本設計的需求。

　　智能車系統主要包括單片機最小系統、路徑識別模塊(激光傳感器陣列)、舵機控制模塊、電機驅動模塊、測速模塊、電源管理模塊等，硬件總體設計方案如圖1所示。其中BE8S12XS128控制器是智能車的核心部件，負責接收激光傳感器陣列獲取的路徑信息、小車速度、撥碼開關等輸入信息，進行數據處理后依據控制策略，輸出相應控制量對舵機和直流驅動電機進行控制，完成智能車的轉向、前進、減速等功能。

一款新型激光傳感器能自主尋徑的智能車

2電源管理模塊

　　電源模塊是系統各部件正常工作的基礎，本系統采用7．2V／2000mAhNi-cd充電電池供電，為滿足激光傳感器陣列、控制器、舵機、直流電機、光電編碼器各器件電源不同需求且避免它們供電系統之間的互相干擾，各功能模塊均采用單獨供電。電源調節分配如圖2所示，系統采用穩壓芯片TPS7350將電源電壓穩壓至5V為控制器供電；采用帶載能力大、轉換效率高的穩壓芯片LM2596-5．0給傳感器和編碼器供電；通過LM2596-ADJ將電壓穩壓至6．5V為舵機供電，保證在舵機正常承受電壓范圍內，盡量提高響應速度；將電源7．2V直接為驅動電機供電。

　　3路徑識別模塊

　　激光傳感器較紅外光電傳感器有高定向性、高亮度，強單色性等優點，抗外界干擾強，前瞻性強，因此系統的路徑識別模塊采用了激光傳感器。11個激光傳感器，呈“一”字型間隔23mm均勻排布在傳感器陣列上檢測賽道路徑信息。

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