1. 研究目的与意义（文献综述包含参考文献）

一、 智能车综述

智能车又叫视觉引导移动机器人，体现了车辆工程、人工智能、自动控制、计算机等多个学科领域理论技术的交叉和综合，是现金汽车领域研究的重点方向之一。一般智能车有两大控制系统，它们分别是方向控制系统和速度控制系统。方向控制系统能使智能车沿着导引白线行驶而不偏移，速度控制能使智能车在直到上加速行驶而在入弯时刹车减速以尽量提高行驶速度和避免因入弯速度过快而造成的冲出跑道等情况。根据驱动模块的不同智能车可分为四轮驱动，前轮驱动和后轮驱动。其实物图如下：

图1 光电式智能车实物图

2. 研究的基本内容、问题解决措施及方案

1. 本课题要解决的问题

选用并设置几组合适的智能小车的基本参数、电机参数、舵机参数。通过实验得到智能车直线行驶最高车速、加速度、特定速度下的最小转弯半径等，编写相应控制算法控制智能车的C语言程序，画出控制流程图并，记录智能车运行的仿真结果并适当分析。

2、本课题采用的研究手段

A.设计封闭跑道（跑道有大S、直角弯道等）；

图6 智能车跑道示意图

B.在本次试验中选用非连续型的光电传感器，安排2组实验，分别是4个传感器的一字型布局，和8个传感器的一字型布局。

表1 4个传感器车模的传感器安装位置

注意：传感器1至传感器4的序号与指针sensor由左向右依次对应。

关于传感器安装位置的一些约定：

如图8所示，以用户为参考，用户看向车的方向为俯视。传感器安装位置的参考坐标系，X轴与赛车的横向中心线重合，向右为正；Y轴与赛车的纵向中心线重合，向上为正；远点为X轴与Y轴交点；Z轴垂直于XY平面，指向用户为证。仰角是为了探测更远的距离，光电传感器安装基板的上仰角度（与水平线的夹角）。

图7 智能车XYZ坐标系及其仰角及前瞻距离示意图

*本次实验中光电传感器的被安装的高度一律为30mm，仰角为30O。如图7所示，智能小车的前瞻距离为横向中心线至传感器能探测到的距离。要注意传感器的间隔、径向探出距离等布局参数以及其排列方式对智能车路径识别的影响。

C.设计智能车模型并设置其基本参数、电机及舵机参数，本实验使用的数据如表2，图8是智能车外形参数的对照图：

图8 智能小车外形参数

表2 智能车的基本参数电机参数及其舵机参数设定

D.编写控制算法文件

Plastid2通过调用控制算法文件中的控制算法函数，完成仿真模拟过程。控制算法文件是Windows下通用的dll文件，其中包含Judge和Reset两个必备函数，可以使用任何支持windows的变成环境编写。本次实验用VC编程。Plastid2在VC下的函数声明：

extern "C" _declspec(dllexport)

void Judge( unsigned short Speed,

unsigned char* SensorData, unsigned short SensorCount,

unsigned char* CCDData, int CCDWidth, int CCDHeight,

unsigned short* MotorPWM, unsigned short* SteerPWM){}

extern "C" _declspec(dllexport)

void Reset();

Judge函数：控制算法决策函数，Plastid2通过该函数输入赛车、传感器状态参数，火车电机、舵机控制量。其中Speed:电机当前转速。SensorCount：光电传感器输出值数组。MotorPWM：用于输出电机控制PWM。MotorPWM：用于输出舵机控制PWM。Reset函数：重置函数，用于进行控制算法的控制，如仿真停止后重新开始，PID调节参数中累计误差度清零等。