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智能小车
摘要
智能车以汽车电子为背景,涵盖了控制、模式识别、传感技术、计算机、机械等学科。
具有自动行驶,自动变速,自动识别道路的功能。
智能小车是智能行走机器人的一种,这种智能小车可以适应不同环境,可以在人类无法进入或生存的环境中完成人类无法完成的探测任务。
全国大学生智能车竞赛是基于飞思卡尔16位微控制器的基于电磁场检测巡线智能车系统。
系统以MC9S12XS系列微控制器为核心,软件平台为CodewarriorIDE5.0开发环境,车模是主委会统一提供的仿真车模。
在这里,其系统主要由MK60DN512ZVLL10控制核心、电源管理单元、路径识别电路、车速检测模块、舵机控制单元和直流电机驱动单元组成,以飞思卡尔公司的32位单片机K60为控制核心,路径识别和车速的检测相结合,通过对不同方位的传感器数据进行综合分析来控制转向舵机和驱动电机,使智能车系统达到所需的稳定性及快速性要求。
本文详细的介绍了智能汽车的机械结构设计,硬件电路设计,系统软件设计和理论分析以及模型车的控制算法设计。
本智能车采用了适合智能精确控制的PID算法,首先对系统的模型进行了分析,从而选择合适的算法。
然后对不同电感摆放位置的不同进行分析,从而确定适合我们自己的布局方式。
关键词:
智能汽车PID控制传感器直流电机算法
一、前言
为加强大学生实践、创新能力和团队精神的培养,促进高等教育教学改革,受教育部高等教育司委托(教高司函[2005]201号文),由教育部高等自动化专业教学指导分委员会(以下简称自动化分教指委)主办全国大学生智能汽车竞赛。
该竞赛以智能汽车为研究对象的创意性科技竞赛,是面向全国大学生的一种具有探索性工程实践活动,是教育部倡导的大学生科技竞赛之一。
该竞赛以“立足培养,重在参与,鼓励探索,追求卓越”为指导思想,旨在促进高等学校素质教育,培养大学生的综合知识运用能力、基本工程实践能力和创新意识,激发大学生从事科学研究与探索的兴趣和潜能,倡导理论联系实际、求真务实的学风和团队协作的人文精神,为优秀人才的脱颖而出创造条件。
该竞赛由竞赛秘书处为各参赛队提供/购置规定范围内的标准硬软件技术平台,竞赛过程包括理论设计、实际制作、整车调试、现场比赛等环节,要求学生组成团队,协同工作,初步体会一个工程性的研究开发项目从设计到实现的全过程。
该竞赛融科学性、趣味性和观赏性为一体,是以迅猛发展、前景广阔的汽车电子为背景,涵盖自动控制、模式识别、传感技术、电子、电气、计算机、机械与汽车等多学科专业的创意性比赛。
该竞赛规则透明,评价标准客观,坚持公开、公平、公正的原则,保证竞赛向健康、普及,持续的方向发展。
该竞赛以飞思卡尔半导体公司为协办方,得到了教育部相关领导、飞思卡尔公司领导与各高校师生的高度评价,已发展成全国30个省市自治区近300百所高校广泛的参与的全国大学生智能汽车竞赛。
2008年起被教育部批准列入国家教学质量与教学改革工程资助项目中科技人文竞赛之一(教高函[2007]30号文)。
全国大学生智能汽车竞赛原则上由全国有自动化专业的高等学校(包括港、澳地区的高校)参赛。
竞赛首先在各个分赛区进行报名、预赛,各分赛区的优胜队将参加全国总决赛。
每届比赛根据参赛队伍和队员情况,分别设立光电组、摄像头组、电磁组、创意组等多个赛题组别。
每个学校可以根据竞赛规则选报不同组别的参赛队伍。
全国大学生智能汽车竞赛组织运行模式贯彻“政府倡导、专家主办、学生主体、社会参与”的16字方针,充分调动各方面参与的积极性。
而全国大学生飞思卡尔杯智能汽车竞赛是受教育部高等教育司委托,由教育部高等学校自动化专业教学指导分委员会主办全国大学生智能汽车竞赛。
该竞赛是以智能汽车为研究对象的创意性科技竞赛,是面向全国大学生的一种具有探索性工程实践活动,是教育部倡导的大学生科技竞赛之一。
飞思卡尔杯全国大学生智能车竞赛以“立足培养,重在参与,鼓励探索,追求卓越”为指导思想,系统涵盖了机械、电子、电气、传感、计算机、自动化控制等多方面知识,一定程度上反映了高校学生科研水平。
竞赛要求在规定的汽车模型平台上,使用飞思卡尔半导体公司的微控制器作为核心控制模块,通过增加道路传感器、电机驱动模块以及编写相应控制程序,制作完成一个能够自主识别道路的模型汽车。
智能汽车竞赛的赛道路面为宽度不小于45cm的白色面板,赛道中间有直径0.1-0.8mm的漆包线,其中通有20kHz,100mA的交变电流作为引导线。
参赛队员的目标是模型汽车需要按照规则以最短时间完成单圈赛道。
全国大学生智能汽车竞赛一般在每年的10月份公布次年竞赛的题目和组织方式,并开始接受报名,次年的3月份进行相关技术培训,7月份进行分赛区竞赛,8月份进行全国总决赛。
在目前的比赛中有分光电组、摄像头组和电磁组等三个赛题组,通过学习竞赛规则和往届竞赛相关技术资料了解到,路径识别模块是智能汽车系统的关键模块之一,路径识别方案的好坏,直接关系到智能汽车最终性能的优劣,因此确定路径识别模块的类型是决定智能汽车总体方案的关键。
目前能够用于智能汽车辆路径识别的传感器主要有光电传感器、CCD/CMOS传感器和电磁传感器。
光电传感器寻迹方案的优点是电路简单、信号处理速度快,但是其前瞻距离有限;CCD摄像头寻迹方案的优点则是可以更远更早地感知赛道的变化,但是信号处理却比较复杂,且易受气候和外部光线的干扰;使用电磁传感器主要通过对赛道中心导线产生的电磁场进行识别,信号较前两种更为稳定。
在比较了三种传感器优劣之后,考虑到各种传感器的特点以及队员的知识积累和兴趣,决定选用信号较稳定的电磁传感器,相信通过选用大前瞻的电磁传感器,加之精简的程序控制和较快的信息处理速度,达到极好的控制效果。
所以,本文主要介绍电磁赛题组的智能车制作。
在目前的飞思卡尔智能车中,一般以MC9S12XS128微控制器为核心,通过电感检测模型车的运动位置和运动方向,用测速电机检测模型车的速度。
使用PID控制算法调节驱动电机的转速和舵机的角度,完成对模型车运动速度和运动方向的闭环控制。
二、系统设计总体方案及要求
通过学习以及向同学请教,以及上课过程中吸收学长所讲的有关信息,得出智能车的电路设计方案主要包括:
电源模块,道路信息检测模块,测速模块,电机驱动模块,舵机驱动模块,无线发送和接收等模块。
通过学习知道,制作一个能够自主识别路线的智能车,在专门设计的跑道上自动识别道路行驶,要求最快跑完全程而没有冲出跑道。
对于小车的控制系统来说稳定性和快速性是控制系统设计的两个重要指标。
智能车控制系统从硬件上分为电源模块、传感器模块、信号处理模块、电机驱动模块和单片机模块。
各个模块设计有各自不同的要求:
磁场检测传感器模块为智能车使智能车始终根据传感器反馈的信息来调整舵机转角。
电机驱动模块是智能车的执行机构。
其用以控制驱动电机,通过PWM波对电机转速进行控制,使模型车可以加速运行,也可对智能车进行制动。
电源模块是智能车运行的基础。
其为系统其他各个模块提供所需要的电源,以保证各模块的正常工作。
单片机模块是智能车的核心,从硬件设计的角度来说,首先要保证其供电稳定,其次要对其部分功能模块如PWM通道,定时器通道,AD转换通道,锁相环等的进行编程,写入驱动程序,使其工作。
从系统考虑,此模块最重要的是控制算法和控制程序的编写。
只有通过软件和硬件的良好配合,才能保证智能车在跑道上根据磁场分布快而稳的前行。
三、小车机械系统设计
任何的控制算法和软件程序都是需要一定的机械结构来执行和实现的,因此在设计整个软件架构和算法之前一定要对整个车模的机械结构有一个感性的认识,然后建立相应的数学模型。
从而再针对具体的设计方案来调整车模的机械结构。
3.1、车模
根据比赛规则,电磁组选用的赛车车模是智能车竞赛专用车模(G768仿真车模)。
智能车模的控制采用前轮转向,后轮驱动方案。
赛车的机械结构调整方案主要是针对竞赛车模的底盘及转向和驱动结构,具体结构如上面图片所示:
3.2、车模转向结构——舵机机械结构的设计
转向系统在车辆运行过程中非常重要,合适的前桥调整参数可以保证在车辆直线行驶过程中不跑偏,级方向的稳定性;而在车辆转向后,合适的前桥可以使得车辆自行回到直线行驶状态,即具有好的回正性。
在实际操作中,我们通过理论预测进行方案的可行性分析,然后坐车实际结构。
舵机转向原理图
另外,在模型车制作过程中,除了遇到“如何得到良好的方向稳定性”的问题外,还要考虑如何尽快实现转向。
根据初中所学知识,功率是速度与力矩乘积的函数,追求速度,必然会使力矩减小,因此设计时要考虑到舵机的动力与来自店面的摩擦阻力间的关系,避免因舵机力量太小使得车辆无法转向的情况发生。
经过最后的参数比较,为了解决以上问题,我们通过设计一些可调整的机构,加上实际测算,最后得出一套稳定的机构参数。
舵机安装图示
其次,舵机转向是整个控制系统中延迟较大的一个环节,由于其结构的特殊性以及控制的复杂程度在这里会产生比较大的时间延迟,为了减小此时间常数,根据学长讲述,可以通过下面两种方案来解决:
第一、增加从舵机到连杆之间的长度,这样与以前的长度相比让前轮转过同样的角度舵机只需转过比以前更小的角度,虽然舵机本身的动作的速度没有变,但对于转向来说则比以前更快了;第二、把舵机竖直放置,使舵机位于两轮的中心线上,再把连接两轮胎到舵机的连杆改为一样长,使舵机左右转向时受力比较均匀,使舵机能灵活的转向。
通过以上这些改造舵机的响应速度提高许多,为快速灵巧的转向提供了硬件的保证。
但是这种方案也存在很大的缺陷,那就是舵机的转向力不足,因此要从算法上进行消除。
3.3、传感器的布局以及安装
3.3.1、电磁传感器
众所周知,智能小车之所以是智能小车,是因为他可以按照我们为他预定设计好的运行轨道自行跑动,并且通过对其各种软硬件参数的设定以及调节可以使其运行得到我们预期想要的良好情况。
但是,在车子运行过程中,能够按照我们预先设计得轨道准确运行,那么其对道路轨迹信息的采集就是重中之重,就好比一个人走路,没了眼睛,那么就是去了方向,而在电磁组的道路信息采集中,我们所要用到的采集原件便是电磁传感器,就好比光电组的光电传感器,摄像头组的摄像头一般,他可以为整个小车找到路。
在电磁组的赛道上铺有一根导线,通有100mA左右20KHz的信号电流,根据麦克斯韦的电磁场理论,交变电流会在空间产生交变的电磁场。
导线周围的电磁场按照一定的规律分布,其强度与距离存在一定关系。
使用电感线圈可以对周围的交变磁场感应出感应电动势。
因此我们利用电容和电感的谐振效应对不同频率的信号体现不同的阻抗大小的特点进行选频,识别出由赛道导线发出的特定频率的电磁信号。
3.3.2、电磁传感器的选择
经过前述理论分析,然后再结合课堂上面学长所讲述的内容可知,采用线圈传感器检测磁场强度的方法其适应能力特别强,并且在小车中更加容易实现。
所以根据经验常常在设计中采用的电磁线圈传感器是工型电感,并在此基础之上将电感和电容串联,再通过谐振原理选频,输出信号较大,且能较好的模拟出车身在赛道上距离中心导线位置的线性改变。
所以,根据课堂所得,在我们实际做车的时候,选取LC串联谐振电路时,分别使用制成品电感和自制线圈的方法,但是由于在实际中的自制线圈不易确定其电感值,所以就无法找到与之相匹配的电容,所以最终选取10mH电感。
通过下面公式可以计算得:
可以计算出C=6.33nF,市场上最接近的电容值是6.8nF,所以最终选取10mH电感和6.8nF电容作为LC串联谐振电路。
3.4、车模的机械调整
底盘合理的底盘刚度和底盘高度调节会提高智能车的加速性能。
车模的重心应该越低越好,降低底盘实现重心下降,但由于赛道中加入了坡道和障碍,为了能够安全通过,且不使底盘收到不必要的磨损和震荡,因此底盘高度不能低于5mm,通过增加前轮的垫片和换用后轮高位安装卡片来实现。
前轮定位车模的前轮有四个可调参数:
主销后倾、主销内倾、车轮外倾和前束。
其中主销后倾不宜随便调整,容易使得特性变得更差,所以我们主要调整主销内倾和前束。
主销内倾的调整应该保持在一个合适的范围,0~8度范围内。
在实际调节中我们将角度调整为5度左右,如果赛道较滑的时候调为8度。
前束的调整是方便的,但是要与主销内倾保持一致,前束在摩擦大的时候有明显的效果。
因此我们将前轮的前束调节成明显的内八字,运动阻力加大,提高减速性能。
但是缺点是直线加速会变慢。
3.5、电路板的防静电措施
由于赛车在与赛道摩擦时会产生大量的静电,特别是处于弯道时,赛车各轮的摩擦由滚动摩擦变为滑动摩擦,静电会大大增加。
由于我们的主控板是直接安装在赛车的底盘上的,与赛道很贴近,在调试过程中发现受赛道的静电干扰和影响,导致单片机发生复位的现象比较严重。
因此我们采用在主控板下铺一层铝箔纸构成静电屏层,但是铝箔是导电的,所以在铝箔与电路板之间在用一层胶带隔离即可。
3.6、电磁传感器支架的安装
由于电磁组磁场信号较为复杂,所以电磁组的前瞻较近。
由于比赛规定电磁组车模长度不受限制,所以经验告诉我们可以从基础上加长传感器支架来获得较远前瞻。
关于支架的选取,由于成本低,最开始采用“尼龙柱&纤维杆&AB胶”,后来发现该方案,纤维杆遇到撞击很容易折断,导致换杆麻烦,修车周期长,直至最后采用碳杆的方案,该方案一直使用到现在。
优点在于:
1:
架构简单,质量轻,强度大;
2:
可以使传感器支架做长,获得较远前瞻。
因为这种架构的转动惯量较
小,而且车模行驶时传感器支架抖动较小,所引起的传感器值改变小(后级的
运放放大后会使信号出现异常,因此减小抖动很重要);
3:
前边的碳杆用塑料扎带捆住,一旦遇到碰撞,他还有一定的活动量,使得杆不容易撞坏,而且拆卸方便。
3.7、整车改装
在电机和电池相同的情况下,车体重量对于车的加减速性能有着至关重要的影响,因此在车身支架及设备布置时应该尽量减少不必要的配置,使车总重尽量减少。
车体重心高低主要影响车身运动中的稳定性,对于平顺性也有一定影响。
重心调整主要目标是在过坡的前提下尽量降重心。
对于A车,我们增加前轮垫片,使整体车身降低,同时严格控制电感和安装架的重量,电感采用6x8的,安装架采用碳纤维杆,电池在原有位置向后移动了大概1cm,这样保证了车模的重心稍靠后,使车模拐弯的时候更平稳减少了侧翻的可能,也减小了拐弯的负担,将电池底座去掉,从而尽可能的降低车身重心
3.8、小车保养
小车做成后需要对小车定期保养。
保养时候主要检查连接件连接质量、螺丝松紧度、减震器弹簧强度、前轮各项角度、齿轮咬合度、更换轴承等。
适当在某些连接处添加润滑油。
由于车模制造精度及质量问题,某些地方的螺丝不能多次旋动,否则会造成螺丝螺纹损坏。
如果出现这种情况可以适当更换大号螺丝或者使用胶棒、502、101粘接剂进行辅助固定。
另外要注意保持小车电路板干燥干净,防止出现意外短路。
轮胎面清洁干净,每次小车试跑均需擦拭轮胎。
经常擦拭赛道,减少赛道灰尘。
四、硬件电路
总的来说,一个完整的小车共包括六大模块,分别是:
MK60DN512ZVLL10主控模块、传感器模块、电源模块、电机驱动模块、速度检测模块和辅助调试模块。
MK60DN512ZVLL10主控模块智能车系统以MK60DN512ZVLL10为控制核心,将采集摄像头、编码器等传感器的信号,根据控制算法做出控制决策,驱动直流电机和舵机完成对智能汽车的控制并实现了单片机硬件的最优化设计和单片机资源的合理化使用。
电源模块为整个系统提供合适而又稳定的电源。
电机驱动模块驱动直流电机和伺服电机完成智能汽车的加减速控制和转向控制。
传感器模块可以通过一定的前瞻性,提前感知前方的赛道信息,为智能汽车做出决策提供必要的依据和充足的反应时间。
速度检测模块检测反馈智能汽车轮的转速,用于速度的闭环控制。
辅助调试模块主要用于智能汽车系统的功能调试、赛车状态监控。
4.1、电源模块
电源模块相当于房屋的基石,供电的稳定直接关系到整个小车的稳定运行。
根据比赛要求,智能车供电电源只能使用指定型号的7.2V2000mAhNi-Cd电池供电、单片机需要5V工作电源、电机驱动需要7.2V电池供电和5V控制电源、数字舵机需要5V电源、运放需要为其提供-5V电源;所以在实际做车过程中,我们可以采用集成三端稳压芯片。
集成三端稳压器主要有两种:
一种是线性稳压芯片,另外一种是开关型稳压芯片。
线性稳压芯片输出纹波小,电路简单,但是功耗较大,效率较低,典型芯片为LM7805;开关稳压芯片则功耗小,效率高,但是输出纹波大,电路复杂,典型芯片为LM2596。
对于单片机来说,单片机本身功耗低,但是它对电源稳定性要求相对较高。
经过选型,LM2940性能较优。
LM2940为低压差线性稳压器件,输出电流1A足以满足单片机供电的需要。
因为电路中存在感性负载,存在大电流,为了最大限度降低各个部分对单片机的干扰,我们单独采用一片LM2940对单片机和起跑线检测模块进行供电。
而其他需要5V供电的模块则采用另一片LM2940进行供电。
传感器部分本身功耗并不高,但要求稳定工作,因此我们单独用一片LM2940为其供电。
4.2、运算放大模块
根据以往的经验,NE5532是高性能低噪声双运算放大器(双运放)集成电路。
与很多标准运放相似,但它具有更好的噪声性能,优良的输出驱动能力及相当高的小信号带宽,电源电压范围大等特点。
因此很适合应用在高品质和专业音响设备、仪器、控制电路及电话通道放大器。
用作音频放大时音色温暖,保真度高,在上世纪九十年代初的音响界被发烧友们誉为“运放之皇”,至今仍是很多音响发烧友手中必备的运放之一。
4.3、电机驱动模块
驱动电路对于竞速比赛的重要性是不言而喻的,较好的加速与制动能力对小车平均速度的提高有很大帮助。
电机的速度与施加的电压成正比,输出转矩则与电流成正比。
对直流电机的控制是一个挑战,因为必须在工作期间改变直流电机的速度。
一般的,直流电机高效运行的最常见方法是施加一个PWM(脉宽调制)方波,其通-断比率对应于所需速度。
电机起到一个低通滤波器作用,将PWM信号转换为有效直流电平。
PWM驱动信号很常用,因为使用微处理器的控制器很容易产生PWM信号。
虽然用精确的脉冲宽度可以调节电机的速度,实际应用中的PWM频率却是可变的,应对其进行优化,以防止电机颤抖,发出耳朵听得到的噪声。
如要使直流电机反转,必须转换电机中电流的方向。
一般电机驱动都用的是经典的H桥控制电路,有些芯片内部都集成了H桥电路,并且还集成了内部驱动,保护也做得不错,像SGS公司的L298,飞思卡尔的MC33886和MC33887等,但是这些芯片的内部电阻较大,发热严重,驱动能力有限,经测试并不是十分理想。
一般情况下,我们使用MOSFET驱动IR2104和MOSFET管IRLR7843搭建成H桥电路作为电机驱动。
这种电路的优点是内阻很小,理论计算值在毫欧级别。
IRLR7843的最小内部只有3.3毫欧姆,最大允许连续源极电流161A,超额符合要求;IR2104外接自举电路,输出驱动电压在10到20V,具有刹车使能功能,外接电路简单。
缺点是需要外接12V电路,电路保护相对较差,电路稳定性相对较低,体积比较大。
针对第八届使用的RS-380SH电机,对驱动电路的驱动相对较低,而对稳定性和重量因素比较敏感的特点,我们选用在智能车中广泛使用的半桥驱动芯片BTS7970。
BTS7970是应用于电机驱动的大电流半桥高集成芯片,它带有一个P沟道的高边MOSFET、一个N沟道的低边MOSFET和一个驱动IC。
BTS7970通态电阻典型值为16毫欧,驱动电流43A。
从数据上看BTS7970的驱动能力低于我们之前应用的H桥驱动电路,但驱动目前的电机已经绰绰有余,因此综合稳定性等因素,我们选用这款芯片搭建电机驱动电路
4.4、起跑检测模块
计时起始点两边分别有一个长度10cm黑色计时起始线,赛车前端通过起始线作为比赛计时开始或者结束时刻。
在黑色计时起始线中间安装有永久磁铁,每一边各三只。
磁铁参数:
直径7.5-15mm,高1-3mm,表面磁场强度3000-5000Gs根据干簧管的特性,可知,电磁组可以使用干簧管作为识别起跑线的传感器。
干簧管
磁钢
干簧管是一种磁敏的特殊开关。
它通常由两个或三个既导磁又导电材料做成的簧片触点,被封装在充有惰性气体(如氮、氦等)或真空的玻璃管里,玻璃管内管内平行封装的簧片端部重叠,并留有一定间隙或相互接触以构成开关的常开或常闭接点,干簧管实物图如上所示。
当永久磁铁靠近干簧管时,或者由绕在干簧管上面的线圈通电后形成磁场使簧片磁化时,簧片的接点就会感应出极性相反的磁极。
由于磁极极性相反而相互吸引,当吸引的磁力超过簧片的抗力时,断开的接点便会吸合;当磁力减小到一定值时,在簧片抗力的作用下接点又恢复到初始状态。
这样便完成了一个开关的作用,因此仅需要一个简单的开关电路即可实现起跑线的识别。
一般认为,干簧管周围的磁场强度达到或超过一定数值,其触点即吸合(闭合或开启),但实际情况并非完全如此,它吸合与否不仅与场强有关,还与两极所处的磁力线方向有关,我们通过做不同位置和不同安放方位的干簧管得出适合的干簧管安放位置
五、系统软件设计
5.1、软件设计平台
在这学期开学之际,我们就在实验室做了一些关于飞思卡尔软件平台的基本操作。
在这里,其软件开发平台为飞思卡尔单片机通用CodeWarrior开发软件。
其使用界面如图5.1所示。
CodeWarrior是面向以HC12、S12和X12为核心的单片机嵌入式应用开发的软件包,包括集成开发环境IDE、处理器专家库、全芯片仿真、可视化参数显示工具、项目工程管理器、C交叉编译器、汇编器、链接器以及调试器等[6]。
在CodeWarrior软件中可以使用汇编语言或C语言,以及两种语言的混合编程。
用户可在新建工程时将芯片的类库添加到集成环境开发环境中,工程文件一旦生成就是一个最小系统,用户无需再进行繁琐的初始化操作,就能直接在工程中添加所需的程序代码。
5.2、软件设计系统流程图
5.3、提线算法
提线算法是智能车至关重要的一个步骤,车之所以能沿着赛道快速奔跑首先要提取出车子与赛道的偏移量得到一个误差,然后将这个误差送给控制器处理,最后控制器输出信号控制舵机和电机来纠正车子的姿态和控制车子的速度。
如果连控制器的输入误差都给不对怎么能让控制器给出正确的输出呢!
因此提线环节要做好否则控制器再牛也白搭。
电磁组巡线依靠跑道中通有频率为20KHZ电流为100MA的交变电流产生的磁场,检测磁场的传感器目前基本都是10mH的工字电感和6.8nf电容构成的谐振电路。
电感的不同布局对赛道信息的采集有着很大的影响,电感的排布方式主要有以下几种。
(1)横向水平放置。
横向水平放置的电感只能检测到垂直于导线方向分量的磁能密度,因此具有很好的左右对称性能检测到车子相对赛道的位置但不具有前瞻性。
(2)纵向水平放置。
纵向水平电感可以检测到前方的弯道(对于前方弯道纵向电感的输出就相当于直道上横向电感的输出),随着入弯程度的变化左右纵向电感的输出差值会有明显的变化,因此纵向电感有着良好的前瞻性能。
但是纵向电感在直道上输出不稳定,处理纵向电感的数据比较麻烦。
(3)八字形排布。
八字形的电感综合了横向和纵向的特点,在比赛中被广泛的应用。
(4)多电感水平排成一排或多排,模仿之前的光电二值化循迹方法或者通过多电感精确计算导线位置。
这种方法在第五届比较流行,但是缺点之一是前瞻支架不易过长,最佳工作状态时导线不能脱离传感器的覆盖范围。
目前用的最多的就是前三种排布方式以及他们的组合。
电磁不同于摄像头的主要方面是数据量小,处理也简单对于MCU性能的依赖性小。
但是它的优点也是它的缺点,数据量小可发挥的空间不足如何利用有限的数据来准确获取赛道信息就成了制胜的关键。
在实际应用
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