ويستند هذا المقال على الوطني الثالث كلية مسابقة "كأس فريسكالي" لتصميم المستقلة والذكية وتحديد هوية المركبات السيارات على الطرق ذكاء. النظام يستخدم 16 بت متحكم اللجنة المنظمة للالأساسية mc9s12dg128، وسيارة نموذج التفاضلية نفسها مع الدفع بالعجلات الخلفية، فمن الضروري لاستكمال تصميم نظام التحكم الآلي على أساس نموذج سيارة مستقلة من خلال خط مثل أنه على المدى مسار مغلق .

سيارات تحكم يشكل نظام التحكم التلقائي، كما هو موضح في الشكل رقم 1، ويتم أجهزة النظام حتى النخاع متحكم، مزودة بأجهزة استشعار، والمشغلات ودوائر القيادة فيها، ومعالجة المعلومات والتحكم عن طريق خوارزمية برنامج متحكم [1]. متحكم متطلبات تصميم النظام لتحديد بسرعة الطريق المقابلة لقيادة وبالمواتير وDC أجهزة مراقبة دقيقة من المحرك معا.

تصميم السيارة الذكية هو المنطلق لضمان تشغيل موثوق بها من السيارة نموذج لتصميم الدوائر بسيط، ومرونة الجسم، مبدأ عالية. اثنين من تصميم مفتاح، photosensor واحد تصميم الدوائر الكهربائية وتخطيط، واحدة من خلال تصميم خوارزمية خط السيطرة.

يصف القسم الثاني تصميم الدوائر الكهربائية وتخطيط من photosensor، وهو أمر أساسي لاكتساب إشارة، يتوافق مع السيارة الذكية "عيون"، من خلال يدخل خط خوارزمية التحكم الثالثة، جوهر التي تسيطر الموافق ذكية سيارة "العقل"، وأخيرا، وصفا عاما للسيارة في الربع الرابع من الأجهزة الذكية وتصميم البرمجيات والظروف التجريبية.

وأجهزة الاستشعار الكهروضوئية

اختيار وتصميم الدوائر photosensor

Photosensor frontmost السيارة الذكية، ولعب دورا في مسار محدد مسبقا. التي يصدر منها الضوء مع انعكاس مختلفة من الأبيض والأسود، فمن الممكن الحصول على قيم الجهد مختلفة، لتحديد الموقف من الخط الأسود من خلال خوارزمية معينة ما بعد الحصاد الجهد المقارن في متحكم للسيطرة على التناوب من مضاعفات. هذه الطريقة سهلة لتنفيذ، والاستجابة السريعة، في الوقت الحقيقي، وتكلفة منخفضة.

هذا الاختيار من التكلفة الأساسية المناسبة عاكس الأشعة تحت الحمراء الاستشعار tcrt5000. وتتنوع تصميم الدوائر في شكل الاستشعار الكهروضوئية الأشعة تحت الحمراء، منذ الخوارزمية المستخدمة هي مجموعة أجهزة الاستشعار طريقة تحديد التجريبية للسيطرة على استخدام بسيطة الرقمية وأجهزة الاستشعار الدائرة الإخراج، كما هو مبين في الشكل.

ضوئية تنبعث منها التضمين نبض، أي نبضة الجهد فو تم إنشاؤه بواسطة دائرة مذبذب، لذلك من السهل لتصفية تدخل خارجي. على الرغم من أن الدائرة هي معقدة نسبيا، ولكن كافية لضمان السفر مستقر للنموذج السيارة [3].

تخطيط الاستشعار الكهروضوئية

ضوئية تخطيط مجموعة من خلال خط تؤثر بشكل مباشر على تأثير المركبات الذكية. بشكل عام، تخطيط نموذجي من "أ" تخطيط شكل و "ث" تخطيط شكل من نوعين.

و"أ" تخطيط شكل وافر من أجهزة الاستشعار هي وفقا الصف "واحد" مفتوحة. هذا الاستشعار هو الأكثر تخطيط مشترك، الخوارزمية هي سهلة التنفيذ من الناحية النظرية. الجانب السلبي هو أن: انحناء المسار تقريبا أي وظيفة التنبؤ. وهكذا مع هذا الترتيب فإنه عادة لا.

و "ث" تخطيط شكل، عدد وافر من أجهزة الاستشعار وفقا ل"ث" ترتيب شكل. "W" تخطيط على شكل صفين من أجهزة الاستشعار وزعت لأن مثل منحنى للسيارة ذكية لديه بعض وظيفة تنبؤية، وينعكس هذا التوقع لا سيما في الوقت مباشرة في الزاوية. عندما صف من أجهزة الاستشعار لا يزال على التوالي، ودخلت استشعار الصف الأمامي المنحنى. الجانب السلبي هو أن التعقيد المتزايد للخوارزمية التحكم، يتم تحديد أن الاتجاه التناوب للتوجيه والعتاد، وغالبا ما يتطلب البيانات الكشف الماضية. يحدد التجربة أيضا إمكانية زيادة استشعار كما يزيد عدد.

الاستشعار الكهروضوئية تخطيط المحاكاة

بعد عدة تجارب المحاكاة لوضع اللمسات الأخيرة على التخطيط وعدد من أجهزة الاستشعار. كما هو مبين في الشكل. 3 الاستخدامات "ث" تخطيط شكل، أي ما مجموعه 13 أجهزة الاستشعار، والجبهة 8 والظهر 5، الأمامية والخلفية صفين من تباعد من 3.5CM. تعيين هذه المسافة، لديها بعض من التنبؤ بمسارات. تخطيط ومحاكاة النتائج المحددة المبينة في الشكل.

التوجيه والرقابة خوارزمية

في هذه الورقة، تجربة مراقبة ردود الفعل، ومراقبة أي استنادا إلى تجربة مشتركة، مضيفا يعتقد تحكم PID، وإدخال النسبي، لا تتجزأ والتفضيلية الثوابت الثلاث لمراقبة، وردود الفعل تجسيد، وطريقة السيطرة على الاندماج والانفصال.

من خلال خوارزمية التحكم خط باستخدام صفين الأمامي الخلفي إشارات الكشف عن جهاز استشعار متكاملة الحصول على نموذج المنطق محددة والتوجيه الدقيق لسرعة السيارة. طريقة تحديد اتجاه هم: 3، يتم تحديد الصف التالي أولا حيث خمسة أجهزة استشعار، على افتراض S3 الموقف في خط أسود، ومن ثم مراقبة أجهزة الاستشعار التفريغ 8، الصف العلوي من حالة استشعار S3 في الجانبين الأيسر والأيمن، ويرجع ذلك إلى مرحلة اثنين من أجهزة الاستشعار عن بعد عرض الخط التلاصق أكبر قليلا من الأسود، وذلك في أي وقت اثنين فقط من أجهزة الاستشعار يكتشف في وقت واحد خط أسود، بحيث الصفوف العليا والسفلى وفقا لتحليل إشارة استشعار يمكن الحكم بأن القيادة الأساسية حالة نموذج سيارة. على سبيل المثال، S3 الوقت وS8 الكشف عن خط أسود، يمكن أن يكون جوهريا مصممة سيارة نموذج يجب يمينا، وأجهزة التوجيه يمكن تحديد وفقا لزاوية وزاوية ما يقرب من اثنين من أجهزة الاستشعار الأسلاك والاتجاه الرأسي.

ولكن لوحظ أيضا أنه عند دخول طرازات السيارات الزاوية اليسرى، حيث S3 و S8 معا الكشف عن خط أسود قد يحدث أيضا، فمن الضروري للتحقق من إشارة الاستشعار في الوقت t وفي هذه الحالة، هو كشف S4 || S13 الحالة، إذا S4 || S13 النتيجة هي 1، فإن ذلك ينبغي أن تكون نماذج السيارات اليسرى، وإذا كانت النتيجة هي 0 S4 || S13 يجب يمينا. تحديد اتجاه التدفق كما هو مبين في الشكل.

إنشاء اثنين من صفائف في البرنامج، كل تخزينها في إشارة الكشف، ومراقبة الإشارات الحالية لتجسيد آخر للتخزين عن بيانات التاريخ. بعد إضافة هذه الفكرة مع التاريخ إلى القاضي، بحيث تحكم أكثر دقة [4].

بالإضافة إلى سيادة تقرير المذكورة أعلاه، هناك حالتين للنظر فيها. أي، إلا أن الحالة التي يكون فيها بالكشف عن جهاز استشعار عبور الطريق الصحيح، والخط الأسود. على سبيل المثال واحد فقط، وهو الوقت الذي تم الكشف عن خط أسود فقط S6، S5، إذا كان الكشف عن توقيت خط أسود، ونماذج السيارات اليسرى، وأجهزة الاستشعار بالكشف عن خط أسود، تحتاج أيضا إلى التحقق من وقت الإشارات الاستشعار، تم الكشف عن خط أسود في الوقت S7، ثم اتجه نماذج السيارات الصحيحة.

في حالة عبر المسار، والفكرة هي استخدام "تصفية" إلى "تصفية" إزالتها. عند عبور الطريق التي واجهتها، منضمة إلى نفس الصف، حيث العديد من أجهزة الاستشعار في وقت واحد للكشف عن خط أسود، وفي هذه الحالة فإنه سيتم إعطاء نموذج سيارة قيادة على التوالي إلى الأمام، وعبر مسار استبعادها.

هذا النظام من خلال خوارزمية خط السيطرة على أساس المنطق تقرير التجريبية، على أساس هذه التجربة تعديل بشكل مستمر المعلمات الفردية لا يمكن أن يتحقق من خلال التأثير على السيطرة على الخير.

النتائج التجريبية

تصميم الأجهزة

دارة محرك السيارات

يعمل Mc33886 كما الشريحة السائق محرك السيارات، ومبدأ هو مبين في الشكل (6). يتم التحكم بالمحرك من الأمام وعكس إلى in1 و، IN2 موجة PWM ميناء التغذية، تسارع السيارة الذكي إلى ن، وتباطؤ العداد. موجة PWM تغيير نسبة واجب، ومعدل دوران المحرك يمكن التحكم في [5].

سرعة الكشف عن الدائرة

في هذه الورقة، والتشفير البصرية تدريجي لسرعة السيارة التدبير، وتيرة نبض الانتاج يتناسب مع سرعة دوران يمكن الحصول عليها عن طريق قياس وتيرة نبضات لكل رقم وحدة من البقول أو فترة دورة النبض، مع دقة عالية.

الدائرة الكهربائية تحويل

سيارة نظام ذكي مع بطارية 7.2V يمكن أن تكون مباشرة DC امدادات الطاقة. SCM المطلوب، وأجهزة الاستشعار الكهروضوئية والكهروضوئية التشفير الجهد هو 5V، مكابح إلى 6V. يتم ضبط هذه الفولتية بواسطة بطارية 7.2V القادمة.

متحكم والكهروضوئي التشفير 7805 عبر منظم رقاقة 5V انتاج التيار الكهربائي. عدد photosensors، واستهلاك الطاقة الكبيرة، ومتطلبات الاستقرار العليا للسلطة، وبالتالي فإن كفاءة أعلى من رقاقة وحده هو LM2575 السلطة. اختيار امدادات الطاقة المؤازرة للرقاقة هو ثلاثة محطة والمخرجات قابل للتعديل الاسعار المنخفضة التسرب منظم الخطية lm1117، لتوفير التشغيل الآمن لحماية على رقاقة.

تصميم البرمجيات

البرامج التي تنفذها تصميم وحدة، الذي يضم التهيئة الرئيسية على مدار الساعة، ط / س تهيئة الميناء، تهيئة أجهزة السيارات، وخوارزمية اكتساب إشارة السيطرة، وتدفق البرنامج هو مبين في الشكل (7).

نتائج وتحليل التجريبية

عملية تطوير البرامج في S12 تماما مجالس الأساسية اللجنة المنظمة، التي تتألف من الحد الأدنى متحكم نظام mc9s12dg128. وقدم mc9s12dg128 ينتمون HCS12 MCU، موتورولا عالية الأداء متحكم 16 بت. فمن الممكن لتوفير الجيل الثالث 32-512kb ذاكرة فلاش المدمجة، سرعة 50MHZ حافلة تصل، حتى 25mhz ساعة الطرفية. وعلاوة على ذلك تضم ترميز الكفاءة والقدرة على تصحيح الخطأ على رقاقة، والتوافق التصاعدي مع هيكل mc68hc11 mc68hc12 والترميز. mc9s12dg128 متحكم وجود 112 الدبابيس، والتي ترتبط دبابيس مع وحدة المعالجة المركزية متوافقة.

يتميز S12 وحة الدوائر إعادة تكوين نظام الحد الأدنى، ومذبذب الكريستال وعلى مدار الساعة الدوائر، RS-232 واجهة المسلسل دارة السائق، + 5V منفذ الطاقة. لقد كتب MCU مراقبة تطوير البرنامج. 8 مصباح صغير من أجل التصحيح التطبيقات. جميع منافذ الإدخال / الإخراج متحكم يتم رسمها من قبل اثنين من المكونات الأوروبية 64 من جوهر.

التصحيح الأجهزة، على التوالي، لكل وظيفة وحدة الاختبار، وphotosensor التركيز تعديل، والتي ينبغي أن تكون مختلفة عن إشارة خرج على الاستشعار من خطوط سوداء وبيضاء، والناتج هو منخفضة عند استشعار الخط الأبيض من خلال إخراج مقارنة مرتفع عندما ينظر الأسود. عندما أدوات برامج التصحيح مدير تطوير الأعمال المتاحة، وعرض البيانات في الذاكرة الداخلية عند تشغيل الحواسيب الصغيرة.

من خلال التكليف المشترك واختبار الأجهزة والبرمجيات، وهناك بعض المشاكل، ولكن عن طريق إعادة تجميع برنامج نماذج التحسين وسيارة تأثير تحسنت كثيرا. قد تشغيل السيارات في نهاية المطاف من خلال خط على المدرج، ولكن لا تزال هناك كبير تأخير المقود وغيرها من المشاكل.

خاتمة

واستنادا إلى مبدأ التحكم الآلي، وذلك باستخدام إشارة باثفايندر الانحراف وحدة جعل طريقة ذكية لتحقيق تتبع تتبع المركبات، وسرعة القيادة، واستخدام التكنولوجيا PWM أجهزة التحكم في المحركات.

وتركز هذه الورقة على الترتيب photosensor مفتاح "ث" من خلال تخطيط خط على شكل وخوارزمية التحكم للتأكد من أنها تتبع خط سيارة ذكية على التوالي. "W" تخطيط شكل من الطريق أن السيارة الذكية لديها القدرة على التنبؤ، ولكن من خلال خط بحيث خوارزميات قيادة السيارة بسرعة وبشكل صحيح.

من خلال محاكاة سيارة ذكية والتجارب تدل على أن برنامج النظام برمته ممكنا، والأجهزة والبرمجيات نظام مراقبة استراتيجية معقولة. السيطرة، على الرغم من أن تحكم الكلاسيكية PID من حيث التحكم في سرعة المحركات مع نتائج جيدة، ولكن نظرا لنموذج ديناميكي من طرازات السيارات بالاعتماد على تغييرات حالة المركبة، بحيث يكون التأثير يتأثر تحكم PID، يمكن النظر تحكم غامض في وقت لاحق، الخوارزمية أكثر ذكاء، ونظام التكيف أقوى.