光电循迹小车使用手则.doc

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光电循迹小车使用手则

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

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