0806 关于智能车模起跑线识别方法的设计与实现_改版.docVIP

关于智能车模起跑线识别方法 的设计与实现 摘 要：由于智能车模要在黑色引导线的识别过程中跑完全程，所以采用的寻线传感器主要是光学传感器。为了实现车模的记忆路况算法，首先要求车模系统能够识别起跑线，并区别于十字交叉线，本文介绍了车模系统识别起跑线的红外光电传感器的布局模型和设计。 关键词：红外光电传感器，巡线算法，起跑线，引导线 Scratch Line Identification Method Design and Realization for Intelligent Smart-Car Model Yao Shi-Xuan 1 Bo Zhi-Qiang2 Pei Yong-Bin1 Chang Xiao-Ming 1 1(College of Computer and Software,Taiyuan University of Technology,Taiyuan 030024) 2(College of Information Engineering,Taiyuan University of Technology,Taiyuan 030024) (E-mail: lab@) Abstract For seeking the track correctly, the optic sensor is adopted in the smart-car model, which should distinguish the black guide line from the given white track and run down it successfully. In this design, the infrared photoelectric sensor is used. In order to realize recollection arithmetic of the smart-car system, firstly, it should identify and distinguish the scratch line from the cross line correctly, and a detailed discussion for the layout of the infrared photoelectric sensors in the smart-car system is canvassed. Key words Infrared photoelectric sensor, track-seeking arithmetic, scratch line, guide line. 引言 本设计基于“飞思卡尔”杯(Freescale)全国大学生智能车模竞赛[1]，提出车模的记忆路况算法中的起跑线识别设计。车模的行进速度和稳定性的硬件因素主要取决于巡线传感器和舵机偏转速度，软件因素主要取决于巡线算法。目前采用红外光电传感器作为巡线传感器，舵机的偏转参数为60°/0.18s，如果在巡线算法上采用路况记忆和分析算法，车模在进入第二圈运行时就可“预知”前方路况，这对提高车速是很有利的。这就需要车模系统能够识别起跑线，因为起跑线是车模进行记忆和路况分析的标志点，本文就针对识别起跑线问题进行探讨。 车模与赛道的相关参数 车模比赛中有许多规定及技术参数，这里列举一些相关参数，以便后面的叙述与计算。相关参数如图1所示。 图1 车模及赛道的相关参数 车模运行的形式主要是车模在规定宽度的赛道内行进，赛道的中央有一条宽度为25mm的黑色引导线。车模比赛对车模尺寸的限制为：车长宽分别不超过400mm和250mm，考虑到车行的各方面因素(例如：光电传感器阵列布局、车行转弯时车身不可偏离跑道等)，将车身尺寸定为350mm×171mm，如图1所示。图1所示中还标明了车模中的光电传感器布局和跑道、起跑标志线以及十字交叉线。在图1中，14对红外收发管组成两列光电传感器阵列，分别安装在车模的车前和车尾。实物图如图2所示。 (a) 外观图 (b) 光电传感器阵列 图2 车模设计的初期结构 设计思想及算法实现 常用的车模巡线方案有光电传感器阵列和CCD探测法等[2]，这里介绍光电传感器阵列的设计方案。光电传感器是靠红外发射管和红外接收管组成的传感器，如图3所示。 红外发射管发射的红外线具有一定的方向性，当红外线照射到白色表面上时会有较大的反射，如果距离Dl取值合适，红外接收管可接收到反射回的红外线，再利用红外接收管的电气特性，在电路中处理红外线的接收信息；如果反射表面为黑色，红外光会被表面将其大部分吸收，红外接收管就难以收到红外线。这样，就可