張秀才

摘 要：為了能夠使智能車(chē)快速、準(zhǔn)確、穩(wěn)定的檢測(cè)和通過(guò)路障，本文依據(jù)MK60DN512ZVLQ10微控制系統(tǒng)介紹了在檢測(cè)路障時(shí)距離傳感器、姿態(tài)方位傳感的選擇;把智能車(chē)通過(guò)路障過(guò)程分為四個(gè)階段分別對(duì)應(yīng)智能車(chē)所處于不同的位置分別進(jìn)行控制的算法，提升了智能車(chē)通過(guò)路障的平順性。

關(guān)鍵詞：智能車(chē);算法控制;傳感器

一、引言

隨著社會(huì)的的發(fā)展，智能汽車(chē)的研究成為人們的一個(gè)熱點(diǎn)。智能汽車(chē)需要具有環(huán)境感知、環(huán)境特征元素的的識(shí)別、路徑的自動(dòng)規(guī)劃的能力。本文以飛思卡爾智能車(chē)競(jìng)賽為背景，以MK60DN512ZVLQ10微控制系統(tǒng)為核心，對(duì)賽道元素中出現(xiàn)的路障元素進(jìn)行準(zhǔn)確的識(shí)別和路徑規(guī)劃，進(jìn)而達(dá)到準(zhǔn)確識(shí)別、快速響應(yīng)、準(zhǔn)確通過(guò)的目的。

二、傳感器的選擇

（一）測(cè)距傳感器

使用GP2Y0A21YK0F測(cè)量距離傳感器模塊。該種傳感器由PSD、IRED、信號(hào)處理電路三部分組成。采用三角測(cè)量方式，所以被測(cè)物體的材質(zhì)、環(huán)境溫度以及測(cè)量時(shí)間都不會(huì)影響傳感器的測(cè)量精度。傳感器通過(guò)把距離障礙物的距離的遠(yuǎn)近轉(zhuǎn)化成電壓的大小，電壓的大小與障礙物的遠(yuǎn)近在的測(cè)量范圍呈線性的關(guān)系。所以智能車(chē)在行駛時(shí)通過(guò)單片機(jī)上的ADC模塊采集傳感器反饋回來(lái)電壓大小來(lái)近似的模擬智能車(chē)距離障礙物遠(yuǎn)近。

（二）姿態(tài)傳感器

使用mma8451+mpu3050型號(hào)的三軸加速度+三軸陀螺儀傳感器來(lái)測(cè)量智能車(chē)的姿態(tài)。姿態(tài)傳感器的軸垂直于地面向上，軸的方向垂直于智能車(chē)車(chē)身，軸的方向是車(chē)身的方向。所以通過(guò)對(duì)軸方向的角速度進(jìn)行積分得到在軸方向移動(dòng)的角度，通過(guò)計(jì)算出來(lái)的角度就可以知道智能車(chē)與車(chē)身方向之間的夾角。

三、控制算法

首先在智能車(chē)上安裝兩個(gè)測(cè)距傳感器和一個(gè)姿態(tài)傳感器。兩個(gè)測(cè)距傳感器分別安裝在汽車(chē)的前面和側(cè)面，姿態(tài)傳感器安裝在汽車(chē)的中心位子來(lái)測(cè)量汽車(chē)與車(chē)身之間的夾角。

MK60DN512ZVLQ10微控制系統(tǒng)通過(guò)ADC模塊采集安裝在智能車(chē)前面測(cè)距傳感器反饋回來(lái)的電壓值的大小來(lái)估算當(dāng)前智能車(chē)所距離障礙物的距離。當(dāng)測(cè)量的距離小于你設(shè)定的閾值時(shí)，這時(shí)智能車(chē)的舵機(jī)開(kāi)始動(dòng)作，同時(shí)智能車(chē)側(cè)面的測(cè)距傳感器和姿態(tài)傳感器開(kāi)始工作。側(cè)面的測(cè)距傳感器測(cè)量智能車(chē)距離路障的距離，姿態(tài)傳感器測(cè)量智能車(chē)與車(chē)身之間的夾角。當(dāng)?shù)木嚯x小于等于，角度小于時(shí)，這時(shí)智能車(chē)距離路障的距離比較近，此時(shí)舵機(jī)的動(dòng)作是遠(yuǎn)離路障的方向進(jìn)行打角;當(dāng)?shù)木嚯x大于小于等于，角度大于小于時(shí)，這時(shí)智能車(chē)距離路障比較合適的位置，此時(shí)舵機(jī)的動(dòng)作是保持直線的方向進(jìn)行打角;當(dāng)?shù)木嚯x大于小于無(wú)窮大時(shí)，角度大于時(shí)，這時(shí)智能車(chē)距離路障比較遠(yuǎn)的距離，此時(shí)舵機(jī)的動(dòng)作是靠近路障方向打角;當(dāng)?shù)木嚯x為無(wú)窮大時(shí)，說(shuō)智能車(chē)已經(jīng)經(jīng)過(guò)路障，此時(shí)智能車(chē)需要回線處理。此時(shí)舵機(jī)的動(dòng)作靠近賽道方向進(jìn)行打角，當(dāng)汽車(chē)檢測(cè)到賽道之后根據(jù)電感檢測(cè)到的大小進(jìn)行正常的行駛。具體流程圖如下

四、結(jié)束語(yǔ)

本文根據(jù)姿態(tài)傳感器、測(cè)距傳感器的具體安裝位置以及測(cè)量范圍從而選擇了GP2Y0A21YK0F紅外測(cè)距傳感器和mma8451+mpu3050姿態(tài)方位傳感器，以及針對(duì)智能車(chē)所處于的不同情況進(jìn)行不同的處理方法，根據(jù)調(diào)試結(jié)果說(shuō)明該控制算法是可行的。

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