智能汽车设计与实践：车模运行原理

水平行驶的车模可以选择B,C,F车模,F车模相对于B、C车模有更高的稳定性,通过电磁传感器循线可以避免阳光直射的干扰,但是F车模需要保持三轮着地,在加速度较大时会发生前轮抬起的情况,需要通过车模硬件改装或者加配重块的方式提高F车模的加速性能,而B,C车因为是四轮着地,可以快速地对各种路况做出加减速反应,因此行驶速度高于F车模。对于双车会车组来说,最终成绩取决于两辆车模完成比赛的最长时间加上时间差的倍数,直立车模行驶速度小于水平行驶车模,因此最终成绩取决于直立车模速度以及双车的配合程度,选择稳定性更好的F车模更有利。F车模控制整体框架如图8.1所示。

图8.1　F车模控制整体框架图(www.xing528.com)

F车模的前轮为万向轮,两个后轮通过两个直流电机控制速度,通过后轮的差速实现转向控制。因此F车模运动控制需要解决的问题是检测赛道中间的电磁信号并将其转化为电机的转速输出。由PIT模块控制定时检测赛道的电磁信号,并由电磁信号计算出车身中线与赛道中线的偏离程度,由多个电感传感器的检测值计算偏差的方法有很多,包括差分法和区间分段法等,原则上应保证偏差的单调性。速度控制部分以车身与赛道的偏差作为输入量,以驱动两轮转动的PWM信号作为输出值,速度控制的方案有很多,包括将速度控制与转向控制分开进行闭环控制,作为速度环与方向环。也可以通过测量后轮轴距计算出一个合适的差速系数,然后由偏差值乘上差速系数计算出两轮的差速,直接得到两轮期望速度,再分别对两轮进行速度环控制。本车模采用方向环加速度环的控制方案。下面将详细介绍车模运行的基本原理。