學(xué)做智能車挑戰(zhàn)飛思卡爾--鄒玉龍學(xué)做智能車挑1根據(jù)車模檢測(cè)路徑方案不同分為光電組攝像頭組電磁組根據(jù)車模檢測(cè)路徑方案不同分為光電組2光電組

車模通過(guò)采集賽道上少數(shù)孤立點(diǎn)反射亮度進(jìn)行路經(jīng)檢測(cè)的屬于光電組。光電組3飛思卡爾智能車講座ppt課件4攝像頭組

車模通過(guò)采集賽道圖像（一維、二維）或者連續(xù)掃描賽道反射點(diǎn)的方式進(jìn)行進(jìn)行路經(jīng)檢測(cè)的屬于攝像頭組攝像頭組5飛思卡爾智能車講座ppt課件6電磁組

車模通過(guò)感應(yīng)由賽道中心電線產(chǎn)生的交變磁場(chǎng)進(jìn)行路經(jīng)檢測(cè)的屬于電磁組電磁組7飛思卡爾智能車講座ppt課件8飛思卡爾智能車講座ppt課件9飛思卡爾智能車講座ppt課件10

智能車整體概念模型智能車整體概念模型11舵機(jī)舵機(jī)（伺服電機(jī)）舵機(jī)舵機(jī)（伺服電機(jī)）12飛思卡爾智能車講座ppt課件13舵機(jī)控制方法三線連接方式紅線：電源線+6V藍(lán)線：地線黑線：PWM控制信號(hào)舵機(jī)控制方法三線連接方式14

PWM即脈沖寬度調(diào)制（PulseWidthModulation,簡(jiǎn)稱PWM）是通過(guò)脈寬調(diào)制的原理，改變脈沖在每一個(gè)周期內(nèi)高低電平的時(shí)間，它是利用微處理器的數(shù)字輸出來(lái)對(duì)模擬電路進(jìn)行控制的一種非常有效的技術(shù)。PWM15轉(zhuǎn)角與脈寬轉(zhuǎn)角與脈寬16轉(zhuǎn)角與脈寬轉(zhuǎn)角與脈寬17直流電機(jī)

直流電機(jī)

18直流電機(jī)模型

直流電機(jī)模型

19電機(jī)驅(qū)動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)20編碼器旋轉(zhuǎn)編碼器光電編碼器編碼器旋轉(zhuǎn)編碼器21旋轉(zhuǎn)編碼器是一種采用光電等方法將軸的機(jī)械轉(zhuǎn)角轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)輸出的精密傳感器，分為增量式旋轉(zhuǎn)編碼器和絕對(duì)式旋轉(zhuǎn)編碼器。

旋轉(zhuǎn)編碼器是一種采用光電等方法將軸的機(jī)械轉(zhuǎn)角轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)輸22飛思卡爾智能車講座ppt課件23飛思卡爾智能車講座ppt課件24光電式編碼器的工作原理如下：隨轉(zhuǎn)軸一起轉(zhuǎn)動(dòng)的脈沖碼盤上有均勻刻制的光柵，在碼盤上均勻地分布著若干個(gè)透光區(qū)段和遮光區(qū)段。

光電式編碼器的工作原理如下：隨轉(zhuǎn)軸一起轉(zhuǎn)動(dòng)的脈沖碼盤上有均勻25飛思卡爾智能車講座ppt課件26陀螺儀陀螺儀可算是非常復(fù)雜的物體，因?yàn)樗鼈円元?dú)特的方式運(yùn)動(dòng)，甚至像在抵抗重力。正是這些特殊屬性使其在各個(gè)方面（包括自行車和宇宙飛船上的先進(jìn)導(dǎo)航系統(tǒng)）都有極為重要的用途。一般的飛機(jī)要用約10多個(gè)陀螺儀，遍布在羅盤和自動(dòng)駕駛儀等各個(gè)地方。俄羅斯米爾空間站曾使用11個(gè)陀螺儀保持其方向?qū)?zhǔn)太陽(yáng)。哈勃太空望遠(yuǎn)鏡也安裝了大量導(dǎo)航陀螺儀。同樣，陀螺效應(yīng)對(duì)溜溜球和飛盤等玩具也至關(guān)重要。

陀螺儀陀螺儀可算是非常復(fù)雜的物體，因?yàn)樗鼈円元?dú)特的方式運(yùn)動(dòng)，27電磁車視頻電磁車視頻28車模運(yùn)動(dòng)控制運(yùn)行速度控制控制對(duì)象：運(yùn)行電機(jī)控制方法：線性調(diào)壓、PWM驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)向控制控制對(duì)象：舵機(jī)（R/CServo）控制方法：PWM脈寬→舵盤角位車模運(yùn)動(dòng)控制運(yùn)行速度控制29飛思卡爾智能車講座ppt課件30路徑處理直道，小S彎，大S彎，十字交叉，坡道，普通彎道……路徑處理31飛思卡爾智能車講座ppt課件32飛思卡爾智能車講座ppt課件33飛思卡爾智能車講座ppt課件34飛思卡爾智能車講座ppt課件35飛思卡爾智能車講座ppt課件36控制策略舵機(jī)控制策略（轉(zhuǎn)向）電機(jī)控制策略（速度）控制策略37控制算法PID算法模糊控制自適應(yīng)魯棒控制其它算法……控制算法PID算法38PID控制算法是控制系統(tǒng)中技術(shù)比較成熟，應(yīng)用最廣泛的一種控制算法，它的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、相比來(lái)說(shuō)，參數(shù)容易調(diào)整，不一定需要系統(tǒng)的確切數(shù)學(xué)模型，因此在各個(gè)領(lǐng)域內(nèi)都有廣泛應(yīng)用。PID控制算法即將偏差的比例（P）、積分（I）和微分（D）通過(guò)線性組合構(gòu)成控制量，用這一控制量對(duì)被控對(duì)象進(jìn)行控制。在PID控制算法中有四個(gè)比較重要的參量：采樣周期、比例系數(shù)、積分系數(shù)和微分系數(shù)。PID控制算法是控制系統(tǒng)中技術(shù)比較成熟，應(yīng)用最廣泛的一種控制39飛思卡爾智能車講座ppt課件40比例調(diào)節(jié)是按比例反應(yīng)系統(tǒng)的偏差，系統(tǒng)一旦出現(xiàn)了偏差，比例調(diào)節(jié)立即產(chǎn)生調(diào)節(jié)作用用以減少偏差。比例作用大，可以加快調(diào)節(jié)，減少誤差，但是過(guò)大的比例，使系統(tǒng)的穩(wěn)定性下降，甚至造成系統(tǒng)的不穩(wěn)定。比例調(diào)節(jié)是按比例反應(yīng)系統(tǒng)的偏差，系統(tǒng)一旦出現(xiàn)了偏差，比例調(diào)節(jié)41積分調(diào)節(jié)是使系統(tǒng)消除穩(wěn)態(tài)誤差，提高無(wú)差度。因?yàn)橛姓`差，積分調(diào)節(jié)就進(jìn)行，直至無(wú)差，積分調(diào)節(jié)停止，積分調(diào)節(jié)輸出一常值。積分作用的強(qiáng)弱取決與積分時(shí)間常數(shù)Ti，Ti越小，積分作用就越強(qiáng)。反之Ti大則積分作用弱，加入積分調(diào)節(jié)可使系統(tǒng)穩(wěn)定性下降，動(dòng)態(tài)響應(yīng)變慢。積分調(diào)節(jié)是使系統(tǒng)消除穩(wěn)態(tài)誤差，提高無(wú)差度。因?yàn)橛姓`差，積分調(diào)42微分調(diào)節(jié)反映系統(tǒng)偏差信號(hào)的變化率，具有預(yù)見(jiàn)性，能預(yù)見(jiàn)偏差變化的趨勢(shì)，因此能產(chǎn)生超前的控制作用，在偏差還沒(méi)有形成之前，已被微分調(diào)節(jié)作用消除。因此，可以改善系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能。微分調(diào)節(jié)反映系統(tǒng)偏差信號(hào)的變化率，具有預(yù)見(jiàn)性，能預(yù)見(jiàn)偏差變化43增量式PID控制的算法為：Δu(n)=kp[e(n)-e(n-1)]+kIe(n)+kD[e(n)-2e(n-1)+e(n-2)]Δu(n)為n時(shí)刻的輸出量，kp為比例放大系數(shù)，kI為積分放大系數(shù)，kD為微分放大系數(shù)，e(n)為n時(shí)刻的偏差量，e(n-1)為n?1時(shí)刻的偏差量，e(n-2)為n?2時(shí)刻的偏差量。增量式PID控制的算法為：44飛思卡爾智能車講座ppt課件45PID演示軟件PID演示軟件46機(jī)械改造舵機(jī)的安裝

編碼器的安裝傳感器的安裝車模結(jié)構(gòu)的改造校正

車體重心的調(diào)整

其它……機(jī)械改造舵機(jī)的安裝47第六屆比賽現(xiàn)場(chǎng)視頻第六屆比賽現(xiàn)場(chǎng)視頻48調(diào)試工具串口藍(lán)牙無(wú)線液晶薄碼開關(guān)鍵盤上位機(jī)其它……調(diào)試工具串口49撥碼開關(guān)撥碼開關(guān)50藍(lán)牙模塊藍(lán)牙模塊51無(wú)線模塊無(wú)線模塊52液晶模塊液晶模塊53液晶顯示液晶顯示54

上位機(jī)和下位機(jī)上位機(jī)是指人可以直接發(fā)出操控命令的計(jì)算機(jī)，一般是PC，屏幕上顯示各種信號(hào)變化（液壓，水位，溫度等）。下位機(jī)是直接控制設(shè)備獲取設(shè)備狀況的計(jì)算機(jī)，一般是PLC/單片機(jī)之類的。上位機(jī)和下位機(jī)上位機(jī)是指人可以直接發(fā)出操控命令的計(jì)算機(jī)，一55飛思卡爾智能車講座ppt課件56飛思卡爾智能車講座ppt課件57飛思卡爾智能車講座ppt課件58飛思卡爾智能車講座ppt課件59編寫上位機(jī)的軟件VBVC++MatlabLabVIEW其它……