结合飞思卡尔杯智能汽车大赛，我们设计了套基于采样的光电传感器阵，能够实现智能车循迹识别终点标志和上下坡。检测电路使用单片机自身集成的口可以使传感器的硬件电路大大简化，系统采用对光电传感器采集路面信息，每对传感器由红外发射管和接收管组成，均匀布置在智能车前部，并具有定仰角，每对传感器间距。由于白色背景与黑色牵引线对红外光的反射强度不同，红外接收管产生的光电流也存在差异，通过选择合适的采样电阻将光电流转化为电压信号，然后送入单片机的口进行处理。图传感器检测电路二路径识别路径识别主要分成参数自整定和跑车两个阶段，其原理如图所示。参数自整定由于传感器制造工艺的问题，每个传感器的特性存在差异，且同个传感器在不同环境中的特性也会不同，为此，在运行之前必须进行参数自整定。自整定的步骤为在赛道上推动小车，使传感器从白色区域跨越黑色牵引线到另片白色区域。在此过程中，单片机的口对每个传感器的输出电压进行采样，求得最大值和最小值，采样结束后，求得平均值参数自整定结束。其中，为第个传感器的编号。为第个传感器的电压最大值，此时检测到白色背景，为第个传感器检测到黑色牵引线时的电压，将平均值设为第个传感器的阈值。跑车在跑车过程中，对传感器的输出进行二值化处理，这样可大大降低数据量，提高了程序的执行效率。单片机对传感器的输出电压进行检测，然后和阈值电压进行比较，如果大于阈值电压，则判断为检测到白色背景，若小于阈值电压，则为检测到黑色牵引线，由此确定黑色牵引线的位置。由于单片机采样的精度非常高，这使得传感器离地面的距离可以很远。在我们设计的系统中，传感器离地面的高度为，可以达到的前瞻。三检测路口比赛中要求智能车行驶完两圈后能够自动停车，这就需要传感器具有检测终点线的功能。由于光电传感器的局限性，几乎不能区分终点线和交叉路口，因此在检测算法中不区分终点线和交叉路口，作为同状态。系统采用伏电池供电，通过电源管理模块将电压转换成为其余各模块所需中检测体系主要有两个选择红外反射式红外传感器和视频传感器。控制决策体系采用大赛组委会提供的位单片机作为主控芯片，动力体系主要控制舵机的转角和直流电机的转速。整体的流程为，检测体系采集速度信号反馈给单片机，通过调节控制小车速度，使整个系统能够稳定快速的运行。这就是本次竞赛智能车的设计思想。系统总体框图般说来，智能车主要由如下几个方面组成检测体系，控制决策体系，动力体系。其对电机转速采用基于双极型驱动的控制，使其能够快速加减速，并具有良好的稳定性。第二章系统总体方案设计及车模各项参数通过光电传感器识别前方赛道信息，确定电机的期望速度，速度检测模块检测电机速度，将转化成为数字量，以适应不同的比赛场地，减小扰动因素，并为十字路口和上下坡的检测提供了比较参数。对舵机采用基于的控制算法的电机驱动能力测速反馈模块将测得的后轮转动频率通过转换芯片转换成为电压值反馈给主控制器以便进行相应的实时操作。在软件方面，通过定的算法，将前排光电传感器对赛道的黑白两色的采样值即采样模拟量电机驱动模块以及测速反馈模块，其中，电源管理模块通过稳压芯片和，将电池提供的电压转换成控制电路所需的稳定的电压值电机驱动模块采用四片电机驱动芯片并联供电，以减小芯片发热量，增加芯片的电机驱动模块以及测速反馈模块，其中，电源管理模块通过稳压芯片和，将电池提供的电压转换成控制电路所需的稳定的电压值电机驱动模块采用四片电机驱动芯片并联供电，以减小芯片发热量，增加芯片的电机驱动能力测速反馈模块将测得的后轮转动频率通过转换芯片转换成为电压值反馈给主控制器以便进行相应的实时操作。在软件方面，通过定的算法，将前排光电传感器对赛道的黑白两色的采样值即采样模拟量转化成为数字量，以适应不同的比赛场地，减小扰动因素，并为十字路口和上下坡的检测提供了比较参数。对舵机采用基于的控制算法对电机转速采用基于双极型驱动的控制，使其能够快速加减速，并具有良好的稳定性。第二章系统总体方案设计及车模各项参数通过光电传感器识别前方赛道信息，确定电机的期望速度，速度检测模块检测电机速度，将速度信号反馈给单片机，通过调节控制小车速度，使整个系统能够稳定快速的运行。这就是本次竞赛智能车的设计思想。系统总体框图般说来，智能车主要由如下几个方面组成检测体系，控制决策体系，动力体系。其中检测体系主要有两个选择红外反射式红外传感器和视频传感器。控制决策目录摘要目录第章引言第二章系统总体方案设计及车模各项参数系统总体框图系统的硬件参数车模外观总结第三章机械结构的设计及调整车模转向舵机机械结构的设计部分模块的安装前排传感器的安装测速反馈模块的安装车模上的总体结构总结第四章光电传感器系统及信息处理光电传感器工作原理光电传感器信号的采集光电传感器信号的处理参数自整定跑车基于光电传感器的起跑线识别方法基于光电传感器的上下坡识别方法总结第五章硬件电路设计电源管理模块电源电源可调电源电机驱动模块测速反馈模块总结第六章基于单片机系统的软件设计编译环境初始化模块时钟初始化初始化初始化总结第七章基于控制器的智能车控制系统控制器简介基于控制器的双舵机转向控制策略算法算法电机速度控制算法电机调速控制算法电机速度给定律总结第八章结束语致谢参考文献附录附件转化数据表附件源程序附件基于采样的光电传感器阵在智能车中的应用第章引言智能车有着极为广泛的应用前景，作为智能车路径系统，简称的重要组成部份，智能车在世界各国的研究随着计算机技术网络技术通讯技术的飞速发展而不断深入。受教育部高等教育司委托，高等学校自动化专业教学指导委员会负责主办全国大学生智能车竞赛。该项比赛已列入教育部主办的全国五大竞赛之。迄今为止，飞思卡尔杯全国智能车大赛已经成功举办了两届。随着第三届飞思卡尔杯全国智能车大赛在全国范围内如火如荼的进行，越来越多的学校组建队伍参加本次比赛。