¿Puede el coche de seguimiento seguir la ruta planificada?

Sí, pero es necesario poder escribir programas.

1. Control del automóvil y selección de la unidad de conducción Esta parte es el cerebro de todo el automóvil, el componente central de todo el funcionamiento del automóvil y desempeña un papel en el control de todos los estados operativos del automóvil. Por lo general, se selecciona una microcomputadora de un solo chip como unidad de control central del automóvil. Aquí, se utiliza la microcomputadora de un solo chip SPCE061A de Taiwan Sungyang Company como unidad de control del automóvil. SPCE061 es un microprocesador de 16 bits con 2K RAM, 32KFlash, 32 puertos de E/S y funciones AD/DA integradas. También tiene ricas funciones de procesamiento de voz, lo que proporciona una funcionalidad considerable para la expansión de funciones del automóvil. Siempre que el microcontrolador esté programado de acuerdo con sus requisitos, se pueden realizar muchas funciones diferentes. El motor de accionamiento del automóvil generalmente utiliza el motor de CC correspondiente del automóvil de juguete ya hecho. Teniendo en cuenta que el automóvil debe poder avanzar, retroceder, detenerse y girar con flexibilidad, se instala un motor en cada una de las ruedas izquierda y derecha para conducir respectivamente. Cuando la velocidad del motor de la rueda izquierda es mayor que la velocidad del motor de la rueda derecha, el automóvil gira a la derecha; de lo contrario, gira a la izquierda. Para controlar la velocidad de la rueda, se puede adoptar el método de regulación de velocidad PWM, es decir, el IOB8 y el IOB9 de la computadora de un solo chip emiten una serie de ondas cuadradas con una frecuencia fija y luego impulsan el motor a través de potencia. amplificación y programar la computadora de un solo chip para cambiar el ciclo de trabajo de la onda cuadrada de salida. Puede cambiar el voltaje promedio aplicado al motor, cambiando así la velocidad del motor. La cooperación de las dos velocidades del motor de las ruedas izquierda y derecha puede realizar las funciones de avance, retroceso, giro y otras funciones del automóvil. 2. El principio del seguimiento del coche. El seguimiento aquí significa que el coche sigue la línea negra sobre el suelo blanco. El método utilizado habitualmente es la detección por infrarrojos. El método de detección por infrarrojos utiliza las características de los rayos infrarrojos que tienen diferentes propiedades de reflexión en la superficie de objetos de diferentes colores. Cuando el automóvil está en marcha, emite luz infrarroja continuamente al suelo. Cuando la luz infrarroja toca el piso de papel blanco, se produce una reflexión difusa. , y la luz reflejada es recibida por el tubo receptor montado en el carro. Si encuentra una línea negra, la luz infrarroja se absorbe y el tubo receptor en el carro no puede recibir la luz infrarroja. El microcontrolador determina la posición de la línea negra y la ruta a pie del automóvil en función de si recibe la luz infrarroja reflejada. El rango de detección de los detectores de infrarrojos es limitado y generalmente no debe exceder los 15 cm. Para las sondas infrarrojas que emiten y reciben rayos infrarrojos, puede fabricar las suyas propias o utilizar directamente una sonda infrarroja integrada. (1) El circuito de sonda infrarroja casero se muestra en la Figura 1. El par de tubos ST168 se utiliza para enviar y recibir luz infrarroja. Cuando el automóvil conduce sobre un fondo blanco, el tubo transmisor de infrarrojos instalado debajo del automóvil emite una señal infrarroja después de ser reflejada por el color blanco, y es recibida por el tubo receptor. Una vez que el tubo receptor recibe la señal, el fototransistor entra. la imagen se encenderá y la salida del comparador tendrá un nivel bajo cuando el automóvil se desplace hacia la línea guía negra, después de que la señal infrarroja sea absorbida por el negro, el fototransistor se corta y el comparador emite un nivel alto, logrando así la función de detectar la señal a través de rayos infrarrojos. Envíe la señal detectada al puerto de E/S del microcontrolador. Cuando la señal detectada por el puerto de E/S es de nivel alto, indica que la luz infrarroja es absorbida por la línea guía negra en el suelo, lo que indica que el automóvil está. en la línea guía negra; al mismo tiempo. Lógicamente, cuando la señal detectada por el puerto de E/S es de nivel bajo, indica que el automóvil está conduciendo sobre el fondo blanco. Este método es simple, económico y tiene sensibilidad ajustable, pero se ve fácilmente afectado por el entorno circundante, especialmente bajo la potente lámpara fluorescente de la Figura 1, que tiene un cierto impacto en la señal detectada. (2) La sonda infrarroja integrada puede utilizar el detector de interruptor fotoeléctrico intermitente integrado E3F-DS10C4. Tiene un rendimiento de trabajo simple y confiable. La sensibilidad de la sonda se puede controlar ajustando una perilla en la sonda. La salida de la sonda tiene solo tres cables (cable de alimentación, cable de tierra, cable de señal). Simplemente conecte el cable de señal al puerto de E/S del microcontrolador y luego escanee y detecte el puerto de E/S continuamente. Normalmente, se detecta el papel blanco y, cuando tiene un nivel bajo, se detecta la línea negra. Este tipo de sonda también puede prevenir eficazmente la interferencia de fuentes de luz comunes (como lámparas fluorescentes, etc.). Su desventaja es que es relativamente grande y ocupa un espacio limitado en el coche.

3. La sonda infrarroja se instala durante el proceso de seguimiento específico del automóvil. Para medir con precisión la posición de la línea negra y determinar la dirección de marcha del automóvil, es necesario instalar 4 sondas infrarrojas en el chasis al mismo tiempo. Es hora de que el control de corrección de dirección de dos niveles mejore su confiabilidad de seguimiento. Las posiciones específicas de estas cuatro sondas infrarrojas se muestran en la Figura 2. En la imagen hay 4 sensores de seguimiento instalados, todos en línea recta. Entre ellos, InfrarrojoMR e InfrarrojoML son los sensores de control de dirección de primer nivel, e InfrarrojoSR e InfrarrojosSL son los sensores de control de dirección de segundo nivel. Cuando el automóvil está caminando, la línea negra (la línea negra de la pista para caminar que se muestra en la Figura 2) siempre se mantiene entre los dos sensores de primer nivel, InfrarrojoMR e InfrarrojoML. Cuando el automóvil se desvía de la línea negra, una vez que el primer nivel. El detector de nivel detecta si hay una línea negra, el microcontrolador enviará instrucciones al sistema de control del automóvil de acuerdo con el programa preprogramado y el sistema de control corregirá la trayectoria del automóvil. Si el automóvil regresa a la pista, es decir, los cuatro detectores solo detectan papel blanco, el automóvil continuará caminando si aún se desvía de la pista debido a una inercia excesiva y excede el rango de detección de los dos detectores de primer nivel; , esta acción de segundo nivel es corregir el movimiento del automóvil nuevamente y devolverlo a la pista correcta. Se puede ver que el detector de dirección de segundo nivel es en realidad la protección de respaldo de primer nivel, lo que mejora la confiabilidad del seguimiento del automóvil. 4. Control de software El diagrama de bloques de control del programa se muestra en la Figura 3. Después de que el automóvil ingresa al modo de seguimiento, comienza a escanear continuamente el puerto de E/S del microcontrolador conectado al detector. Una vez que se detecta una señal en un puerto de E/S, ingresa al programa de procesamiento de juicio (interruptor) y primero determina. 4 detecciones. ¿Cuál de los sensores detecta la línea negra? Si InfrarrojoML (el sensor de primer nivel a la izquierda) o InfrarrojoSL (el sensor de segundo nivel a la izquierda) detecta la línea negra, es decir, la mitad izquierda de la el automóvil presiona la línea negra y la carrocería se desvía hacia la derecha. El automóvil debe girar a la izquierda si InfrarrojoMR (sensor de primer nivel a la derecha) o InfrarrojoSR (sensor de segundo nivel a la derecha) detecta la línea negra; La mitad derecha de la carrocería presiona la línea negra y el auto se desvía de la pista hacia la izquierda. Luego el auto debe girar a la derecha. Después del ajuste de dirección, el automóvil continúa avanzando y continúa detectando la línea negra y repite las acciones anteriores. Dado que el segundo nivel de control direccional es un respaldo del primer nivel, las fuerzas de dirección entre los dos niveles deben cooperar entre sí. Diseño del vehículo de seguimiento eléctrico 1. Selección de la unidad de control y conducción del vehículo. Esta parte es el cerebro de todo el vehículo, el componente central de todo el funcionamiento del vehículo y desempeña la función de controlar todos los estados operativos del vehículo. Por lo general, se selecciona una microcomputadora de un solo chip como unidad de control central del automóvil. Aquí, se utiliza la microcomputadora de un solo chip SPCE061A de Taiwan Sungyang Company como unidad de control del automóvil. SPCE061 es un microprocesador de 16 bits con 2K RAM, 32KFlash, 32 puertos de E/S y funciones AD/DA integradas. También tiene ricas funciones de procesamiento de voz, lo que proporciona una funcionalidad considerable para la expansión de funciones del automóvil. Siempre que el microcontrolador esté programado de acuerdo con sus requisitos, se pueden realizar muchas funciones diferentes. El motor de accionamiento del automóvil generalmente utiliza el motor de CC correspondiente del automóvil de juguete ya hecho. Teniendo en cuenta que el automóvil debe poder avanzar, retroceder, detenerse y girar con flexibilidad, se instala un motor en cada una de las ruedas izquierda y derecha para conducir respectivamente. Cuando la velocidad del motor de la rueda izquierda es mayor que la velocidad del motor de la rueda derecha, el automóvil gira a la derecha; de lo contrario, gira a la izquierda. Para controlar la velocidad de la rueda, se puede adoptar el método de regulación de velocidad PWM, es decir, el IOB8 y el IOB9 de la computadora de un solo chip emiten una serie de ondas cuadradas con una frecuencia fija y luego impulsan el motor a través de potencia. amplificación y programar la computadora de un solo chip para cambiar el ciclo de trabajo de la onda cuadrada de salida. Puede cambiar el voltaje promedio aplicado al motor, cambiando así la velocidad del motor. La cooperación de las dos velocidades del motor de las ruedas izquierda y derecha puede realizar las funciones de avance, retroceso, giro y otras funciones del automóvil. 2. El principio del seguimiento del coche. El seguimiento aquí significa que el coche sigue la línea negra sobre el suelo blanco. El método utilizado habitualmente es la detección por infrarrojos.

El método de detección por infrarrojos utiliza las características de los rayos infrarrojos que tienen diferentes propiedades de reflexión en la superficie de objetos de diferentes colores. Cuando el automóvil está en marcha, emite luz infrarroja continuamente al suelo. Cuando la luz infrarroja toca el piso de papel blanco, se produce una reflexión difusa. , y la luz reflejada es recibida por el tubo receptor montado en el carro. Si encuentra una línea negra, la luz infrarroja se absorbe y el tubo receptor en el carro no puede recibir la luz infrarroja. El microcontrolador determina la posición de la línea negra y la ruta a pie del automóvil en función de si recibe la luz infrarroja reflejada. El rango de detección de los detectores de infrarrojos es limitado y generalmente no debe exceder los 15 cm. Para las sondas infrarrojas que emiten y reciben rayos infrarrojos, puede fabricar las suyas propias o utilizar directamente una sonda infrarroja integrada. (1) El circuito de sonda infrarroja casero se muestra en la Figura 1. El par de tubos ST168 se utiliza para enviar y recibir luz infrarroja. Cuando el automóvil conduce sobre un fondo blanco, el tubo transmisor de infrarrojos instalado debajo del automóvil emite una señal infrarroja después de ser reflejada por el color blanco, y es recibida por el tubo receptor. Una vez que el tubo receptor recibe la señal, el fototransistor entra. la imagen se encenderá y la salida del comparador tendrá un nivel bajo cuando el automóvil se desplace hacia la línea guía negra, después de que la señal infrarroja sea absorbida por el negro, el fototransistor se corta y el comparador emite un nivel alto, logrando así la función de detectar la señal a través de rayos infrarrojos. Envíe la señal detectada al puerto de E/S del microcontrolador. Cuando la señal detectada por el puerto de E/S es de nivel alto, indica que la luz infrarroja es absorbida por la línea guía negra en el suelo, lo que indica que el automóvil está. en la línea guía negra; al mismo tiempo. Lógicamente, cuando la señal detectada por el puerto de E/S es de nivel bajo, indica que el automóvil está conduciendo sobre el fondo blanco. Este método es simple, económico y tiene sensibilidad ajustable, pero se ve fácilmente afectado por el entorno circundante, especialmente bajo la potente lámpara fluorescente de la Figura 1, que tiene un cierto impacto en la señal detectada. (2) La sonda infrarroja integrada puede utilizar el detector de interruptor fotoeléctrico intermitente integrado E3F-DS10C4. Tiene un rendimiento de trabajo simple y confiable. La sensibilidad de la sonda se puede controlar ajustando una perilla en la sonda. La salida de la sonda tiene solo tres cables (cable de alimentación, cable de tierra, cable de señal). Simplemente conecte el cable de señal al puerto de E/S del microcontrolador y luego escanee y detecte el puerto de E/S continuamente. Normalmente, se detecta el papel blanco y, cuando tiene un nivel bajo, se detecta la línea negra. Este tipo de sonda también puede prevenir eficazmente la interferencia de fuentes de luz comunes (como lámparas fluorescentes, etc.). Su desventaja es que es relativamente grande y ocupa un espacio limitado en el coche. 3. La sonda infrarroja se instala durante el proceso de seguimiento específico del automóvil. Para medir con precisión la posición de la línea negra y determinar la dirección de marcha del automóvil, es necesario instalar 4 sondas infrarrojas en el chasis al mismo tiempo. Es hora de que el control de corrección de dirección de dos niveles mejore su confiabilidad de seguimiento. Las posiciones específicas de estas cuatro sondas infrarrojas se muestran en la Figura 2. En la imagen hay 4 sensores de seguimiento instalados, todos en línea recta. Entre ellos, InfrarrojoMR e InfrarrojoML son los sensores de control de dirección de primer nivel, e InfrarrojoSR e InfrarrojosSL son los sensores de control de dirección de segundo nivel. Cuando el automóvil está caminando, la línea negra (la línea negra de la pista para caminar que se muestra en la Figura 2) siempre se mantiene entre los dos sensores de primer nivel, InfrarrojoMR e InfrarrojoML. Cuando el automóvil se desvía de la línea negra, una vez que el primer nivel. El detector de nivel detecta si hay una línea negra, el microcontrolador enviará instrucciones al sistema de control del automóvil de acuerdo con el programa preprogramado y el sistema de control corregirá la trayectoria del automóvil. Si el automóvil regresa a la pista, es decir, los cuatro detectores solo detectan papel blanco, el automóvil continuará caminando si aún se desvía de la pista debido a una inercia excesiva y excede el rango de detección de los dos detectores de primer nivel; , esta acción de segundo nivel es corregir el movimiento del automóvil nuevamente y devolverlo a la pista correcta. Se puede ver que el detector de dirección de segundo nivel es en realidad la protección de respaldo de primer nivel, lo que mejora la confiabilidad del seguimiento del automóvil. 4. Control de software El diagrama de bloques de control del programa se muestra en la Figura 3.

Después de que el automóvil ingresa al modo de seguimiento, comienza a escanear continuamente el puerto de E/S del microcontrolador conectado al detector. Una vez que se detecta una señal en un puerto de E/S, ingresa al programa de procesamiento de juicio (interruptor) y primero determina. 4 detecciones. ¿Cuál de los sensores detecta la línea negra? Si InfrarrojoML (el sensor de primer nivel a la izquierda) o InfrarrojoSL (el sensor de segundo nivel a la izquierda) detecta la línea negra, es decir, la mitad izquierda de la el automóvil presiona la línea negra y la carrocería se desvía hacia la derecha. El automóvil debe girar a la izquierda si InfrarrojoMR (sensor de primer nivel a la derecha) o InfrarrojoSR (sensor de segundo nivel a la derecha) detecta la línea negra; La mitad derecha de la carrocería presiona la línea negra y el auto se desvía de la pista hacia la izquierda. Luego el auto debe girar a la derecha. Después del ajuste de dirección, el automóvil continúa avanzando y continúa detectando la línea negra y repite las acciones anteriores. Dado que el segundo nivel de control direccional es un respaldo del primer nivel, las fuerzas de dirección entre los dos niveles deben cooperar entre sí. El segundo nivel suele tener efecto cuando se excede el rango de control del primer nivel. También es la última capa de protección, por lo que debe garantizar que el automóvil regrese a la trayectoria correcta. La fuerza de dirección del segundo nivel suele ser mayor. el del primer nivel, es decir, nivel2gt; nivel1 y nivel2 son la fuerza de dirección del automóvil, y sus magnitudes se cambian cambiando la salida del ciclo de trabajo del microcontrolador. Los valores específicos se obtienen en el campo. experimentos. Según el método descrito anteriormente, podemos fabricar fácilmente un coche eléctrico inteligente que siga una trayectoria determinada. Sin embargo, si el automóvil que camina según este método camina en línea recta, puede avanzar en forma de serpiente. Para que el automóvil se mueva más suavemente según la trayectoria, se pueden utilizar algunos algoritmos simples en la programación de software. Por ejemplo, al corregir la desviación del automóvil, es apropiado detener la corrección con anticipación en lugar de esperar hasta que el automóvil esté completamente recto para evitar que se sobrepase. El segundo nivel suele tener efecto cuando se excede el rango de control del primer nivel. También es la última capa de protección, por lo que debe garantizar que el automóvil regrese a la trayectoria correcta. La fuerza de dirección del segundo nivel suele ser mayor. el del primer nivel, es decir, nivel2gt; nivel1 y nivel2 son la fuerza de dirección del automóvil, y sus magnitudes se cambian cambiando la salida del ciclo de trabajo del microcontrolador. Los valores específicos se obtienen en el campo. experimentos. Según el método descrito anteriormente, podemos fabricar fácilmente un coche eléctrico inteligente que siga una trayectoria determinada. Sin embargo, si el automóvil que camina según este método camina en línea recta, puede avanzar en forma de serpiente. Para que el automóvil se mueva más suavemente según la trayectoria, se pueden utilizar algunos algoritmos simples en la programación de software. Por ejemplo, al corregir la desviación del automóvil, es apropiado detener la corrección con anticipación en lugar de esperar hasta que el automóvil esté completamente recto para evitar que se pase.