低成本8位單片機控制的光電尋跡智能車

智能車競速比賽以及多種智能車的應(yīng)用場合中，需要智能車沿著某條軌跡快速前進，使用普通紅外傳感器、激光傳感器、攝像頭識別均可有效提取路面軌道信息而解決這一問題，現(xiàn)在常見使用16位單片機作為控制核心。普通紅外傳感器因為易受干擾、前瞻距離短等缺點已經(jīng)較少使用，攝像頭有豐富的數(shù)據(jù)信息，但是低成本8位單片機不能很好的處理這些信息。激光傳感器成本適中，處理的信號便于8位單片機處理，能夠有效的節(jié)省硬件成本。針對尋跡智能車進行了軟硬件設(shè)計，采用3位freescale單片機MC9S08AC16作為控制核心，使用激光傳感器提取賽道信息，采用低成本的紅外測速方案，算法使用以PID為基礎(chǔ)的枚舉查表法，做到了處理快速高效。整個設(shè)計既滿足了競速小車的響應(yīng)迅速的要求，又是一種較低成本的設(shè)計方案。

1 車模安裝

智能車的控制采用的是前輪轉(zhuǎn)向，B型車模采用的是國內(nèi)廠商生產(chǎn)的1：16的電動越野遙控車的底盤部分，突出特點為四輪驅(qū)動，四輪獨立懸掛。反射式光電傳感器在小車前方一字形簡單排布，14個發(fā)射，7個接收，一個發(fā)射帶兩個接收，傳感器的前瞻可以達到40cm以上，兩個激光發(fā)射頭間距1.8cm。傳感器單元安裝圖如圖1所示。

系統(tǒng)選用紅外傳感器作為測速傳感器把紅外傳感器安裝在后輪上，在后輪的內(nèi)壁貼上黑白等距的膠帶，這樣子安裝就充分利用了空間，且完成了測速的要求。紅外傳感器測速安裝圖如圖2所示。車輪轉(zhuǎn)動時，紅外傳感器將會輸出脈沖電平，檢測脈沖頻率將得到小車速度。這種測速方法無法達到光電解碼器的精度，但是對于小車的速度處理并沒有太大影響，而光電解碼器價格昂貴，安裝在齒輪上，同等電源和PWM的輸出時，小車速度會變慢。