ATMEGAl6單片機和分級轉向模塊實現(xiàn)智能尋跡車模系統(tǒng)的設計

1、【W(wǎng)ord版本下載可任意編輯】 ATMEGAl6單片機和分級轉向模塊實現(xiàn)智能尋跡車模系統(tǒng)的設計 引 言 智能運輸系統(tǒng)是未來交通運輸系統(tǒng)發(fā)展的趨勢，智能汽車在智能運輸系統(tǒng)中扮演著十分重要的角色。作者提出智能尋跡車作為構建未來智能交通運輸系統(tǒng)中重要部分，針對未來交通運輸系統(tǒng)有導航線的環(huán)境命題假設下智能汽車的自主尋跡問題，提出一種基于視覺的智能尋跡車模設計方案，作為該假設問題的解決方案。 基于視覺的智能尋跡車模設計方案能夠在線型復雜，轉彎半徑不確定性大的情況下，利用視覺自主尋跡前進，分級轉向。 1、 系統(tǒng)總體設計 基于視覺的智能尋跡車模系統(tǒng)以AVR單片機MEGA16為，由單片機模塊、路徑識別模塊、直

2、流電機驅動模塊、舵機驅動模塊等組成，如圖1所示。 直流電動機為車輛的驅動裝置，轉向電動機用于控制車輛行駛方向。智能尋跡車模利用視覺在跑道上自主尋跡前進，分級轉向。道路為318 mm寬白色底板，其中間粘貼18 mm寬且線型不斷變化的黑膠帶。 2 、硬件設計 2.1 控制模塊 尋跡車模采用AVR內核的ATMEGAl6。該芯片能夠不需要外圍晶振和復位電路而獨立工作，非常適合智能尋跡車模的要求?？刂破髂K安裝在*奧迪玩具實業(yè)公司生產的雷速登1：24比賽級遙控車模上。 2.2 路徑識別模塊 采用反射式光電傳感器來區(qū)分跑道上的黑色與白色，反射式光電傳感器有光線發(fā)射端和光線接收端，白底與黑線對發(fā)射端發(fā)出光線

3、的反射度不同，從而影響接收端產生的電壓。用反射式光電傳感器、可調電阻和運算放大器LM324組成傳感器模塊，如圖2 所示。實現(xiàn)在不同賽道上輸出高低電平，自主尋跡。 2.3 轉向電機和驅動電機驅動模塊 采用H橋電路來驅動智能尋跡車的前輪轉向電機和后輪驅動電機，實現(xiàn)智能尋跡車左右轉向、前進、后退、加速、減速等功能。轉向電機驅動電路如圖3所示。其中前輪轉向電機控制方案為分級轉向控制，后輪驅動電機控制方案亦為開環(huán)控制。 2.4 分級轉向模塊 為了實現(xiàn)在不同的轉彎半徑處實現(xiàn)不同角度的轉向，設計了分級轉向電路，如圖3所示。車模舵機中可變電阻阻值為1.84.2 k，1接單片機AD管腳。電壓V為片內穩(wěn)定基準電壓

4、，且可以看出： 以1號傳感器為例，說明分級轉向角度計算。 傳感器模塊安裝如圖4所示，所有尺寸經(jīng)過前期設計計算，D點為前輪舵機可調電阻轉向中心，A點為小車轉向中心。當1號傳感器檢測到黑線時，前輪轉向角度以及與前輪轉向角度對應的前輪舵機中可變電阻轉向角度計算為： V3值線性正比于前輪舵機中可變電阻角度1，因此，不同的傳感器探測位置，可以計算得出不同的理想前輪轉向角度，不同的理想轉向AD電壓，通過單片機測量V3，即可換算前輪舵機中可變電阻轉向角度a1，并與理想轉向AD電壓比較，當V3到達理想轉向AD電壓，單片機控制給舵機低電平，舵機停轉，保持轉向，從而實現(xiàn)分級轉向。 3、 軟件設計 3.1 主程序設計 采用C語言在ICCAVR開發(fā)環(huán)境下開展編程調試。主程序流程圖如圖5所示。 3.2 分級模塊程序設計 ATMEGAl6能對來自端口A的8路單端輸入電壓開展采樣。當片中ADC多功能存放器ADMUX的REFSl和 REFS0設置為1時，VAREF=2.56 V，為片內穩(wěn)定基準電壓源，即圖3中電壓V。智能尋跡車轉向極限為30，表1為5個光電傳感器分級轉向相應計算數(shù)據(jù)。 4 、結 語 基于視覺的智能尋跡車模設計方案能夠在線型復雜，轉彎半徑不確定性