电磁导航智能车交流.pptx

2016-6-7,电磁导航智能汽车方案研讨交流,山东大学控制科学与控制工程学院 自动化系,目 标,小车能自己识别道路，自主导航跑过指定道路。,车 模,双电机：380 舵机：金属齿,电磁组：四轮车模双向运行。,车 模 运 行 方 向,赛 道,小 车 系 统 结 构 框 图,汽车动态分析 车速控制系统 方向控制系统 赛道检测系统 电子控制系统 策略规划系统 行为决策系统 路况记忆系统 数据传输系统,赛 道-信 号,赛 道-信 号,赛 道-信 号,赛 道-起跑线,如 何 识 别 道 路,根据麦克斯韦电磁场理论，交变电流会在周围产生交变的电磁场。,如 何 识 别 道 路,如 何 识 别 道 路,如 何 识 别 道 路,如 何 识 别 道 路,如 何 识 别 道 路,单运放放大电路,双运放放大电路,信 号 滤 波,由于系统中存在噪声或干扰，进行算法滤波抑制和防止干扰是一项重要措施。可以选择“ 加权递推平均滤波法”。,其他滤波算法：中值滤波、 卡尔曼滤波等,如 何 识 别 道 路,关于赛道检测方式,赛道路径几何特点: 由直线和圆弧组成。 赛道路径检测内容： 确定路径中心位置。 确定路径方向。 确定路径曲率。 需要在赛道垂直方向上 35点便可确定道路参数。 赛道路径检测方法,根据车在赛道的位置转向,最简单的方法：查表法 根据检测到的电压值，算出左右差值，每一个范围内的值，对应一个舵机转角。 缺点：速度快时，动态响应性不太好。,PD控制方法：根据检测到的电压值，算出左右差值U1，并记录上次检测的左右差值U0，,特点：P和D的参数调整合适会使转向比较平稳。 需要队员根据自己车的参数调整。,如 何 转 向,三线连接方式 红线：电源线+6V 黑线：地线 白线：PWM控制信号,舵 机 及 舵 机 驱 动,标准驱动模型,实测波形（0度）,实测波形（15度）,实测波形（30度）,实测波形（-15度）,实测波形（-30度）,舵 机 及 舵 机 驱 动,利用占空比的变化，改变舵机的位置。方波脉冲信号的周期 为20ms，当方波脉冲宽度改变时，舵机转轴的角度发生变化， 角度变化与脉冲宽度的变化成正比。,电 机 驱 动,电路连接好后，用一个逻辑输出的信号来控制马达。高电平（逻辑1）让继电器导通，马达转动；低电平（逻辑0）让继电器断开，马达停止。,电 机 驱 动,电机参数每个组都不一样，自己 查相关参数！ 额定功率 额定电压 额定电流 额定转速,电 机 驱 动,在电路相同的情况下，把马达的“极性”反过来接，可以控制马达的反转，断开继电器就能控制停止。 问题来了：如果我们要同时需要马达能够正转和反转和速度，怎么办？,电 机 驱 动,我们想要同时控制正反向的话，就需要更多的电路最简单的就是H桥电路。H桥电路的“H”的意思是它实际电路在电路图上是一个字幕H的样式。 我们先来看一个概念：马达速度。当我们在其中一种状态下，频繁的切换开关状态的时候，马达的转速就不再是匀速，而是变化的了，相应的扭矩也会改变。通常反应出来的是马达速度的变化。,电 机 驱 动,电 机 驱 动,电 机 驱 动,电 机 驱 动,电 机 驱 动,BTS7960B,电 机 驱 动,电 机 驱 动,H桥驱动原理,PWM,t/T:为PWM脉冲的占空比，决定平均电压的大小！,电 机 及 电 机 驱 动,电 机 速 度 控 制,一、低速恒速控制,二、根据赛道状态进行变速控制 2.1 分段控制 将赛道分为直道，小半径弯道，大半径弯道，丢失路线。 不同的赛道对应不同的速度。 这些速度可以根据赛道的具体情况通过按键在比赛准备时设定。 2.2 PID控制 2.3 测速反馈构成的闭环控制,硬件设计的一般流程,1、确立设计需求。 2、选择合理的方案。 3、绘制原理图和PCB图。 4、焊接、组装。 5、电路调试。 6、实际环境验证。,软件设计的一般流程,1、确立软件需求。 2、构思软件结构。 3、算法设计。 4、 选择硬件平台。 5、编制程序。 6、仿真及调试。 7、软件维护。,工程化方法与团队精神,齐心协力，在才能上互补，共同完成目标任务的保证就在于发挥每个人的特长，并注重流程，使之产生协同效应。,团结就是力量!,小车跑起来,答疑交流