发布时间 : 星期一 文章光电组武汉科技大学首安一队技术报告 - 图文更新完毕开始阅读153b4e9c0912a21615792904
规则要求车辆通过十字交叉路口需要直行，不允许左转、右转。赛道如图4.6所示。这就需要我们能够准切的判断十字防止图像将CCD当作弯道进行处理。我们对于十字的判断是先用第三个也就是最远的那个CCD进行预判，然后对于寻线先是选择最近的那一个CCD进行寻线，当第二个CCD出十字第一个CCD入十字后又选择第二个CCD进行寻线，这样就能够准确的判断和处理十字交叉路口了。具体程序如下：
图4.6 十字交叉路口
void cross_road()//十字ccd切换,优先选择较进的ccd巡线 {
cross_in_flag=0; cross_out_flag=0;
if(//ccd1_both_lost_count>=4 // &&
ccd3_roadwidth[0]>70 &&ccd3_roadwidth[1]>70 &&ccd3_roadwidth[2]>70 &&ccd3_roadwidth[3]>70
)//ccd3丢线，第三个CCD进入十字
{ccd3_cross_flag=1;} else ccd3_cross_flag=0; if(ccd1_roadwidth[0]>70 &&ccd1_roadwidth[1]>70 &&ccd1_roadwidth[2]>70 &&ccd1_roadwidth[3]>70
)//ccd1丢线，第二个CCD进入十字 ccd1_cross_flag=1;
else ccd1_cross_flag=0; if(ccd2_roadwidth[0]>70 &&ccd2_roadwidth[1]>70 &&ccd2_roadwidth[2]>70
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第九届全国大学生智能汽车邀请赛技术报告
&&ccd2_roadwidth[3]>70
)//ccd1丢线，第一个CCD进入十字 {ccd2_cross_flag=1;}
else if(ccd1_cross_flag==1
&&ccd2_roadwidth[0]>70 &&ccd2_roadwidth[1]>70 )
{ccd2_cross_flag=1;} else ccd2_cross_flag=0;
if(ccd3_cross_flag==1&&ccd1_cross_flag==0&&ccd2_cross_flag==1)//ccd2十字，ccd1非十字，优先选择有效最近ccd巡线 {
if(ccd1_right_record[0]==1
&&ccd1_right_record[1]==1 &&ccd1_left_record[0]==1 &&ccd1_left_record[1]==1 &&ccd1_roadwidth[0]<45
&&ccd1_roadwidth[1]<45//ccd1已经出十字,且搜线正常，偏差有效
&&ccd1_roadwidth[2]<45 &&ccd1_roadwidth[3]<45 )
{cross_out_flag=1;bellring=100;} }
if(ccd2_cross_flag==1&&ccd1_cross_flag==1&&ccd3_cross_flag==0)//ccd2，ccd1十字，ccd3非十字 { if(
ccd3_right_record[0]==1
&&ccd3_right_record[1]==1 &&ccd3_left_record[0]==1 &&ccd3_left_record[1]==1 &&ccd3_roadwidth[0]<=70 &&ccd3_roadwidth[1]<=70 &&ccd3_roadwidth[2]<=70
)//ccd3已经出十字，且搜线正常，偏差有效 {cross_in_flag=0;bellring=100;} } }
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4.3.5 障碍策略分析
赛道障碍是对称楔形体，长宽高分别为 30、10、5厘米。路障内侧边缘距离赛道中心线距离是 5 厘米。路障的出现给直立小车带来了非常大的影响，如若盲目的冲撞上去，必然会导致翻车儿无法继续进行本圈的比赛，因此，我们不得不对其进行检测，当CCD检测到连续4场全黑的情况下，我们便默认为小车前方出现了路障，并对速控以及转向进行处理，进而达到平稳过路障得效果。
图4.7 路障
4.3.6 坡道策略分析
CCD在入坡道时，由于仰视，CCD看不到坡道信息，且CCD检测不出是否处于坡道。我们利用陀螺仪在垂直水平面的方向上的角速度积分来判别，当积分值大于设定值，即认为，处于上坡阶段。同样也能判别下坡。
4.4对速度的闭环控制
图4.7 PID控制工作原理
PID控制策略其结构简单，稳定性好，可靠性高，并且易于实现。其缺点在于控制器的参数整定相当繁琐，需要很强的工程经验。相对于其他的控制方式，在成熟性和可操作性上都有着很大的优势。所以最后我们选择了PID的控
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制方式。
在小车跑动中，因为不需要考虑小车之前走过的路线，所以，我们舍弃了I控制，将小车转向的PID控制简化成PD控制。
steer_d = steer_kn+char_abs((int)(diserror))*d_rate;//转向D跟随偏差变化率
steerpwmout=temp*(steer_control_count+1)/5+steerpwmold;
本方案中通过双电机的差速控制采用位置式的PD控制，速度闭环控制采用了位置式PI控制。
speed_pout=speed_kp*(speed_error);
速度I控制，积分分离,在偏差过大时关闭积分。 if (speed_error<=15&&speed_error>=-15) {speed_integration+=speed_ki*speed_error;}
if(speed_integration>=180)//积分限幅，需要测试确定限幅值 speed_integration=180;
if(speed_integration <=-180) speed_integration=-180;
speedpid_out =speed_integration+speed_pout; if(speedpid_out>=speedpidout_limit) speedpid_out=speedpidout_limit;
if(speedpid_out<=-speedpidout_limit) speedpid_out=-speedpidout_limit;
}
uint8 speed_sample_count=0;
void SpeedControlOut() //速度平滑输出 {
speedpid_pwm=speedpidold_out+(speedpid_out-speedpidold_out)*(speed_sample_count+1)/50.0;
}
在本方案中，使用试凑法来确定控制器的比例、积分和微分参数。
试凑法是通过闭环试验，观察系统响应曲线，根据各控制参数对系统响应的大致影响，反复试凑参数，以达到满意的响应，最后确定PID控制参数。试凑不是盲目的，而是在控制理论指导下进行的。在控制理论中已获得如下定性知识：
比例调节（P）作用：是按比例反应系统的偏差，系统一旦出现了偏差，比例调节立即产生调节作用用以减少偏差。比例作用大，可以加快调节，减少误差，但是过大的比例，使系统的稳定性下降，甚至造成系统的不稳定。
积分调节（I）作用：是使系统消除稳态误差，提高无差度。因为有误差，积分调节就进行，直至无差，积分调节停止，积分调节输出一常值。积分作用的强弱取决与积分时间常数Ti，Ti越小，积分作用就越强。反之Ti大则积分
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