光電循迹小车使用手册.doc

光电循迹小车使用手册 仿真软件介绍 在做实物之前，可以用仿真软件plastid进行在线仿真。这样不仅可以加快设计进度，同时可以减少实际电路的调试，减少出错，节约成本。 Plastid是为“飞思卡尔”杯全国大学生智能车邀请赛开发的智能车仿真系统，不仅可以针对不同的赛车，赛道，路径识别方案，控制策略等内容进行仿真和相关分析，还增添了许多新的功能，使仿真系统更接近于实际情况，为使用者提供更好，更真实的虚拟仿真平台。 Plastid主要有以下几大特点： 赛道与赛车环境模拟 系统分别针对赛道与赛车建立模型，使用者可以方便的自行设计直线，弯道等各种形状的赛道，并可根据赛车的实际情况调整赛车的参数，使用方便灵活。在条件限制，没有办法制作试验赛道或智能车尚未制作完成的情况下，更可以在该系统下验证，调试控制算法。 2.控制算法仿真验证 系统采用纯软件仿真形式，通过将控制程序编写成dll文件，系统调用dll文件来实现仿真。Dll的编写可以使用VC6，VC2005，Delphi7,Delphi2006.使用者可以根据自身情况，选择最适合自己的编程环境来编写程序。验证调试后的算法代码，也可以很方便的移植到单片机中。 3.路径识别方案分析 系统提供了广泛使用的光电传感器和CCD传感器模型，使用者可以自行设计传感器的数量及排列方式，位置，在系统中进行仿真，通过分析比较，从而获得优化方案。很多程度上解决了实地试验中更换传感器麻烦，费时的问题。从而极大提高方案分析效率。 图1.1 程序主界面 在此界面中，用户可以在菜单工具栏中的“文件”、“工具”、“帮助”等菜单进行操作；同时，也可以操作菜单工具栏下方的选项：“赛道设计”、“赛车设计”、“仿真模拟”、“结果回放”，进入相应的操作子界面进行进一步的操作。 赛道设计： 在赛道设计子界面中，可以进行赛道的设计操作，如新建及修改赛道、赛道基本参数设定等。 赛车设计： 在赛车设计子界面中，用户建立自己的小车模型，并根据自己小车的实际情况对相关参数进行设置。同时，我们也提供了一些默认参数供用户调试。 仿真模拟： 完成前面的赛道和赛车设计之后，在仿真模拟子界面中，可以完成仿真系统最重要的功能——仿真模拟，为用户编写的算法作一个定性的评估； 结果回放： 在结果回放子界面中，可以观看仿真模拟之后保存的结果，用户可以通过播放、暂停、步进、步退等功能操作回放过程，分析回放结果。 图1.2 仿真系统的软件架构 基本模型层包括赛车模型与赛道模型，用户可根据实际情况设定模型参数如赛道参数、赛车参数、电机参数等等，它为整个系统提供了底层的物理模型驱动，仿真结果在此基础上计算而得。传感器层包括传感器种类、数量以及安装位置的设置，用户可以根据自己参赛队的实际的条件选择合适的传感器方案，同时也可以暂时设定一个方案，以后再作进一步的调整。 在控制算法层，用户可以提供自己编写的算法以供仿真使用。仿真环境层在各个模型参数设置完毕、初始化成功的条件下，通过前面所设置的赛车、赛道模型以及接受控制算法所输出的控制信号（电机控制、转向控制信号），计算出车的行驶路线及各个运动、机电状态参数，并即时地将数据传回控制算法层。 在仿真过程中，系统将仿真过程中的一些重要状态参数记录下来，并可将结果保存为仿真记录文件。在回放模式中，用户可调用仿真保存的仿真记录文件，对其仿真结果进行后期分析和处理，进而改进自己的赛车设置以及控制算法。 图1.3 赛道设计界面 赛道主视窗及全局视窗可即时显示出正在设计的赛道的形状，供用户设计时参考，当坐标停留在主视窗内时，左下角状态栏会有当前鼠标点的坐标显示，方便用户设计赛道时地定位。用户可以通过赛道编辑来实现赛道地设计，右下角的数据列表还有当前赛道地数据信息显示，这样使赛道设计更加方便、直观。 图1.4 赛车设计界面 赛车设计包括：赛车基本参数设置、电机参数设置、舵机参数设置、添加并设置传感器参数四个方面。获得并设置准确的各种参数，是一个好的赛车模型的基础。 图1.5 仿真界面 仿真开始之后，系统提供了5 块区域显示赛车行驶过程中的各种状态参数： 1） 主视窗 显示局部区域的赛车运行姿态，用于细节观察。 2） 全局视窗 显示全局信息，用于观察赛车运行全局状态。 3） 传感器视窗 显示传感器信号，同“赛车测试”。 4） 行驶参数区 显示当前时间，赛车车速、加速度、前轮转角、偏差距离、位置等状态参数。 偏差距离：赛车中心点到赛道中心线的最短距离。 5） 行驶曲线区 显示速度和偏差距离的历史曲线，用于观察两者变化的趋势。是评估控制算法效果的重要依据。 小车硬件介绍 2.1系统硬件概述? 系统硬件框架图如图2.1所示： 图2.1 系统硬件框架图 2.2 舵机控制模