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一项基于光电管路径识别的智能车系统设计
来源:本站整理  作者:佚名  2011-06-10 08:50:02



 引言

  随着控制技术及计算机技术的发展,智能车系统将在未来工业生产和日常生活中扮演重要的角色。本文所述智能车寻迹系统采用红外反射式光电管识别路径上的黑线,并以最短的时间完成寻迹。通过加长转臂的舵机驱动前轮转向,使用符合PI算法的控制器实现直流电机的调速。为了使智能车快速、平稳地行驶,系统必须把路径识别、相应的转向伺服电机控制以及直流驱动电机控制准确地结合在一起。

  1 硬件设计

  本系统硬件部分以飞思卡尔公司的16位微处理器MC9S12DG128为控制核心,由电源模块、主控制器模块、路径识别模块、车速检测模块、舵机控制模块和直流驱动电机控制模块组成。系统硬件结构如图1所示。

系统硬件结构图

  1.1 主控制器模块

  本系统主控制器模块采用的MC9S12DG128主要特点是功能高度集中,易于扩展且支持C语言程序设计,从而降低了系统开发和调试的复杂度。

  1.2 电源模块

  本系统由7.2V/2000mAh的Ni-cd蓄电池组直接供电。鉴于单片机系统的核心作用,主控制器模块采用单独的稳压电路进行供电;为提高舵机响应速度,将电源正极串接一个二极管后直接加在舵机上;电机驱动芯片MC33886直接由电源供电。通过外围电路整定,电源被分配给各个模块。电源调节分配图如图2所示。

电源调节分配图

  1.3 路径识别模块

  路径识别模块采用收发一体的红外反射式光电管JY043作为路径的基本检测元件。本系统选用11个JY043按“一”字形排列在20cm长的电路板上,相邻两个光电管之间间隔2cm。因为路径轨迹由黑线指示,落在黑线区域内的光电二极管接收到的反射光线强度与白色的不同,所以根据检测到黑线的光电管的位置可以判断行车方向。光电传感器寻迹的优点是电路简单、信号处理速度快。在不受外部因素影响的前提下,光电管能够感知的前方距离越远,行驶效率越高,即智能车的预瞄性能越强。图3为其硬件原理图。

路径检测电路图

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