跟踪车能走计划好的路线吗？

1.小车控制和驱动单元的选择该部分是整个小车的大脑，是整个小车运行的核心部件，起着控制小车所有运行状态的作用。通常选用单片机作为小车的核心控制单元，采用台湾省凌阳公司的SPCE061A单片机作为小车的控制单元。SPCE061是一款16位微处理器，具有2K RAM、32KFlash、32个I/O端口和强大的AD/DA功能。还拥有丰富的语音处理功能，为汽车的功能扩展提供了相当大的空间。只要根据微控制器的要求对其进行编程，就可以实现许多不同的功能。汽车驱动电机一般采用现成玩具车上配套的DC电机。考虑到汽车必须能够灵活地前进、后退、停止和转弯，在左右车轮上安装了一个电机分别驱动。当左轮电机转速高于右轮电机转速时，汽车右转，否则左转。为了控制车轮转速，可以采用PWM调速方式，即由单片机的IOB8和IOB9输出一系列固定频率的方波，然后通过功率放大驱动电机，通过单片机对输出方波的占空比编程，可以改变施加在电机上的平均电压，从而改变电机转速。左右车轮上两个电机转速的协调，可以实现汽车前进、后退、转弯等功能。2.汽车跟踪原理这里的跟踪是指汽车在白色地板上沿着黑线行走，通常的方法是红外探测。红外探测法，即利用红外线在不同颜色的物体表面具有不同反射性质的特点，在汽车行驶过程中不断向地面发射红外线，当红外线遇到白纸地板时发生漫反射，反射光被安装在汽车上的接收管接收；如果遇到黑线，红外光会被吸收，车上的接收管接收不到红外光。单片机根据是否接收到反射的红外光来确定黑线的位置和汽车的行走路线。红外探测器的探测距离有限，一般最大不应超过15cm。对于发射和接收红外线的红外探头，我们可以自制或者直接采用一体式红外探头。(1)自制红外探头电路如图1所示，型号为ST168，用于发送和接收红外光。当汽车在白色地面上行驶时，安装在汽车下方的红外发射管发出红外信号，经白光反射后被接收管接收。一旦接收管接收到信号，图中的光电晶体管将导通，比较器的输出将为低。当汽车行驶到黑色引导线时，红外线信号被黑色吸收后，光电晶体管关断，比较器输出高电平，从而实现通过红外线检测信号的功能。将检测到的信号发送到单片机的I/O端口。当I/O口检测到的信号为高电平时，说明红外光被地面的黑导线吸收，说明车在黑导线上；同样，当I/O口检测到的信号为低时，表示汽车行驶在白色地面上。这种方法简单、廉价、灵敏度可调，但容易受周围环境的影响，特别是在图1的强荧光灯下，对检测的信号有一定的影响。(2)一体化红外探头可采用E3F-DS10C4一体化间歇式光电开关探测器，工作性能简单可靠，通过调节探头上的旋钮可控制探头的灵敏度。探头输出端只有三根线(电源线、地线、信号线)。只要信号线连接到单片机的I/O口，那么就对I/O口进行连续扫描检测，高电平时检测到白纸，低电平时检测到黑线。该探头还能有效防止普通光源(如荧光灯等)的干扰。).它的缺点是比较大，占用车内有限的空间。3.红外探头安装在汽车的特定跟踪过程中。为了准确确定黑线的位置，确定汽车的方向，需要在底盘上同时安装四个红外探头，进行两级方向修正控制，提高其跟踪可靠性。这四个红外探头的具体位置如图2所示。在图中，安装了四个跟踪传感器，都在一条直线上。其中，InfraredMR和InfraredML为第一级方向控制传感器，InfraredSR和InfraredSL为第二级方向控制传感器。汽车行走时，始终保持两个一级传感器InfraredMR和InfraredML之间的黑线(如图2所示)。当汽车偏离黑线时，一旦一级检测器检测到黑线，单片机就会根据预先编好的程序向汽车的控制系统发出指令，控制系统就会修正汽车的路径。如果车回到赛道，也就是四个探测器都只探测到白纸，车就继续走；如果汽车仍然由于惯性过大而偏离轨道，超出了第一阶段两个探测器的探测范围，那么第二阶段的动作将再次修正汽车的运动，使其回到正确的轨道。可以看出，第二级方向检测器实际上是第一级的后备保护，从而提高了汽车跟踪的可靠性。4.软件控制的程序控制框图如图3所示。汽车进入跟踪模式后，开始扫描与探测器相连的单片机I/O口。一旦在I/O端口检测到信号，它就进入判断处理程序(开关)，首先确定四个检测器中的哪一个检测到了黑线。如果是InfraredML(左一级传感器)或者InfraredSL(左二级传感器)检测到黑线，也就是车的左半部分压到黑线。如果通过InfraredMR(右边第一个传感器)或InfraredSR(右边第二个传感器)检测到黑线，即车身右半部分压住黑线，汽车向左偏离轨道，则汽车应该向右转弯。方向调整后，车会继续往前走，继续检测黑线重复上述动作。由于第二级方向控制是第一级的备份，所以两级之间的转向力必须相互配合。电动跟踪车1的设计。汽车的控制和驱动单元的选择这部分是整车的大脑，是整车运行的核心部件，起着控制汽车所有运行状态的作用。通常选用单片机作为小车的核心控制单元，采用台湾省凌阳公司的SPCE061A单片机作为小车的控制单元。SPCE061是一款16位微处理器，具有2K RAM、32KFlash、32个I/O端口和强大的AD/DA功能。还拥有丰富的语音处理功能，为汽车的功能扩展提供了相当大的空间。只要根据微控制器的要求对其进行编程，就可以实现许多不同的功能。汽车驱动电机一般采用现成玩具车上配套的DC电机。考虑到汽车必须能灵活地前进、后退、停止和转弯，在左右车轮上安装了一个电机分别驱动。当左轮电机转速高于右轮电机转速时，汽车右转，否则左转。为了控制车轮转速，可以采用PWM调速方式，即由单片机的IOB8和IOB9输出一系列固定频率的方波，然后通过功率放大驱动电机，通过单片机对输出方波的占空比编程，可以改变施加在电机上的平均电压，从而改变电机转速。左右车轮上两个电机转速的协调，可以实现汽车前进、后退、转弯等功能。2.汽车跟踪原理这里的跟踪是指汽车在白色地板上沿着黑线行走，通常的方法是红外探测。红外探测法，即利用红外线在不同颜色的物体表面具有不同反射性质的特点，在汽车行驶过程中不断向地面发射红外线，当红外线遇到白纸地板时发生漫反射，反射光被安装在汽车上的接收管接收；如果遇到黑线，红外光会被吸收，车上的接收管接收不到红外光。单片机根据是否接收到反射的红外光来确定黑线的位置和汽车的行走路线。红外探测器的探测距离有限，一般最大不应超过15cm。对于发射和接收红外线的红外探头，我们可以自制或者直接采用一体式红外探头。(1)自制红外探头电路如图1所示，型号为ST168，用于发送和接收红外光。当汽车在白色地面上行驶时，安装在汽车下方的红外发射管发出红外信号，经白光反射后被接收管接收。一旦接收管接收到信号，图中的光电晶体管将导通，比较器的输出将为低。当汽车行驶到黑色引导线时，红外线信号被黑色吸收后，光电晶体管关断，比较器输出高电平，从而实现通过红外线检测信号的功能。将检测到的信号发送到单片机的I/O端口。当I/O口检测到的信号为高电平时，说明红外光被地面的黑导线吸收，说明车在黑导线上；同样，当I/O口检测到的信号为低时，表示汽车行驶在白色地面上。这种方法简单、廉价、灵敏度可调，但容易受周围环境的影响，特别是在图1的强荧光灯下，对检测的信号有一定的影响。(2)一体化红外探头可采用E3F-DS10C4一体化间歇式光电开关探测器，工作性能简单可靠，通过调节探头上的旋钮可控制探头的灵敏度。探头输出端只有三根线(电源线、地线、信号线)。只要信号线连接到单片机的I/O口，那么就对I/O口进行连续扫描检测，高电平时检测到白纸，低电平时检测到黑线。该探头还能有效防止普通光源(如荧光灯等)的干扰。).它的缺点是比较大，占用车内有限的空间。3.红外探头安装在汽车的特定跟踪过程中。为了准确确定黑线的位置，确定汽车的方向，需要在底盘上同时安装四个红外探头，进行两级方向修正控制，提高其跟踪可靠性。这四个红外探头的具体位置如图2所示。在图中，安装了四个跟踪传感器，都在一条直线上。其中，InfraredMR和InfraredML为第一级方向控制传感器，InfraredSR和InfraredSL为第二级方向控制传感器。汽车行走时，始终保持两个一级传感器InfraredMR和InfraredML之间的黑线(如图2所示)。当汽车偏离黑线时，一旦一级检测器检测到黑线，单片机就会根据预先编好的程序向汽车的控制系统发出指令，控制系统就会修正汽车的路径。如果车回到赛道，也就是四个探测器都只探测到白纸，车就继续走；如果汽车仍然由于惯性过大而偏离轨道，超出了第一阶段两个探测器的探测范围，那么第二阶段的动作将再次修正汽车的运动，使其回到正确的轨道。可以看出，第二级方向检测器实际上是第一级的后备保护，从而提高了汽车跟踪的可靠性。4.软件控制的程序控制框图如图3所示。汽车进入跟踪模式后，开始扫描与探测器相连的单片机I/O口。一旦在I/O端口检测到信号，它就进入判断处理程序(开关)，首先确定四个检测器中的哪一个检测到了黑线。如果是InfraredML(左一级传感器)或者InfraredSL(左二级传感器)检测到黑线，也就是车的左半部分压到黑线。如果通过InfraredMR(右边第一个传感器)或InfraredSR(右边第二个传感器)检测到黑线，即车身右半部分压住黑线，汽车向左偏离轨道，则汽车应该向右转弯。方向调整后，车会继续往前走，继续检测黑线重复上述动作。由于第二级方向控制是第一级的备份，所以两级之间的转向力必须相互配合。第二阶段通常在第一阶段的控制范围之外工作，也是最后一层保护。因此，它必须保证汽车回到正确的轨道，所以第二阶段的转向力通常大于第一阶段，即level2 & gtLevel1(level1和level2为汽车的转向力，其大小通过改变单片机输出的占空比来改变)，具体数值在现场实验中得到。按照上面介绍的方法，我们可以很容易地做出一辆沿着一定轨迹行走的智能电动车。但是，如果汽车按照这种方法走直线，可能会移动成蛇形。为了让小车更平稳的按照轨迹行走，可以在软件编程中使用一些简单的算法。比如在纠车的时候，提前适当停止纠车，而不是等到车完全不偏不倚的时候，防止车超调。第二阶段通常在第一阶段的控制范围之外工作，也是最后一层保护。因此，它必须保证汽车回到正确的轨道，所以第二阶段的转向力通常大于第一阶段，即level2 & gtLevel1(level1和level2为汽车的转向力，其大小通过改变单片机输出的占空比来改变)，具体数值在现场实验中得到。按照上面介绍的方法，我们可以很容易地做出一辆按照一定轨迹行走的智能电动车。但是，如果汽车按照这种方法走直线，可能会移动成蛇形。为了让小车更平稳的按照轨迹行走，可以在软件编程中使用一些简单的算法。比如在纠车的时候，提前适当停止纠车，而不是等到车完全不偏不倚的时候，防止车超调。