智能车的横断元素处理流程与曲率规划

如图8.11(a)所示即横断的示意图。如图8.11(b)所示为横断元素的处理流程框图。如处理流程框图所示,横断的处理可以分为4个阶段,即横断判定、出赛道循线、通过横断循线、返回赛道循线。下面将针对这4个阶段,进行详细的介绍。

图8.11　横断示意图及横断处理流程框图

(1)横断特征及检测

通过检测车模上方安装的红外测距模块返回的距离值来识别坡道,当车模运行至横断前方时,红外测距模块检测的距离将急剧缩小,因而设定一定的阈值,再加以人工辅助判断区分坡道和横断,就可以较为简单地达到识别横断的目的。对应具备该特征的位置为图8.12中的①。

图8.12　横断处理各阶段划分图

(2)出赛道循线(www.xing528.com)

当测距模块检测到横断后,车模需要依据当前测距传感器检测得到的距离和车模运行速度来决定车模驶出赛道的行驶曲率。通常情况下,在检测到距离小于1 m时,车模就必须开始转向,这是因为测距模块存在一定的测量延时,若不提前转向,车模就很有可能剐蹭横断或撞击在横断上。

车模的行驶曲率实际上为车模的规划运行路径,车模的运行线速度与转向角速度已知,即可求得当前车模的运行曲率,而给定期望曲率,就可以给定车模下一时刻的运行效果。通常情况下,给定单一曲率,让车模能够沿着圆弧运行即可满足车模绕开横断驶出赛道的目的。可以设定一定的角度阈值,当陀螺仪积分得到的转向角度超出角度阈值时,即可认为车模已经驶出赛道,可以进入绕行横断的下一个阶段。对应具备该特征的位置为图8.12中的①和②。

(3)通过横断循线

当车模成功绕行横断驶出赛道后,需要及时转向朝着赛道的方向偏移。通常情况下,这一阶段也是对车模给定一个行驶曲率即可。对应具备该特征的位置为图8.12中的②和③。

(4)返回赛道循线

当车模结束了上一个阶段的行驶过程,即将切入赛道时,需要让车模缓缓地朝着赛道前进的方向进行微小角度的矫正。一般情况下,可以利用车模上装设的竖电感来检测是否可以进行小角度矫正,当车模上的竖电感的电感值超过一定的阈值时,车模即将切入赛道,此时就可以让车模进行小角度打脚矫正,以达到缓缓切入赛道的目的,使车模下一时刻能够顺滑地驶入赛道。对应具备该特征的位置为图8.12中的③和④。

这个阶段的小角度转向矫正实际上也是给定一定的期望曲率来实现的,整个横断的行驶过程也是通过检测车模的转向角度来进行阶段的区分。