智能小车方案.pdf

基于光电导航的智能移动测量小车

竞赛说明：设计一辆具有光电导航功能的智能车，要求从线路的指定要求从线路的指定

设计一辆具有光电导航功能的智能车，

8

点出发，沿轨道上铺设的“”字形导航条走完全程。在行走过程中，

利用光电技术测量、记录沿途所通过隧道的数目、各段隧道的长度及各段隧道的长度及

记录沿途所通过隧道的数目、

沿途路边树木的棵数。

沿途路边树木的棵数。

竞赛规则：

1、智能车平台：自选，横向宽度不大于赛道宽度；

智能车平台：自选，横向宽度不大于赛道宽度；

2、比赛场地：室内体育场，地面颜色为深绿色，赛场面积：15×11m2；

30.5m8

、赛道：宽，整体为“”字形；沿途随机设置一定数量硬质薄板制作的

隧道和红色中华铅笔代表的树木，隧道内表面为黑色。隧道净高50cm，内

表面与赛道内缘等宽；沿整个赛道的总树木数不超过20棵；

棵；

4、赛道中间贴有3cm宽的白色导航胶带。

宽的白色导航胶带。

具体要求如下图所示：

具体要求如下图所示：

、竞赛分组采用分区抽签方式确定，同一高校参赛队分配在不同分区；

5竞赛分组采用分区抽签方式确定，同一高校参赛队分配在不同分区；

、导航和测量要采用光电技术，禁用遥控方式或在赛场内自行设置智能车行驶

6禁用遥控方式或在赛场内自行设置智能车行

路线导航标记；

路线导航标记；

7、参赛队小车在赛道中的起终点由裁判随机指定，参赛队可自带起、终点判断

标识物；

标识物；

8、要利用智能车自带的显示器显示出测得的树木数、隧道数和各段隧道的长度。

模块一：构建智能车平台

我们要构建一个智能小车平台，需要由多个模块组成。导航模块

就是我们首先要考虑的一个模块，它对智能车平台具有控制和引导的

作用。

作用。

1、导航模块：

、导航模块：

在导航模块中，我们将使用反射式光纤敏感元件，这是因为赛道这是因为赛道

我们将使用反射式光纤敏感元件，

为0.5m深绿色（黑色）宽，中间贴有3cm白色胶带，所以利用白色

对光具有较强反射性而选用反射式光纤敏感元件作为探头，例如光纤

导航探头。对比与其他导航系统，光纤导航系统具有其无与伦比的优

点。光纤导航只需要一个光源，并且远离地面，抗干扰能力很强；光

纤导航还具有寿命长，动态范围大，瞬时启动，结构简单，尺寸小，

质量轻等优越的性能，并且具有广阔的发展前景。

质量轻等优越的性能，并且具有广阔的发展前景。

其优点可以用下图表示：

其优点可以用下图表示：

1）光电传感器阵列布局参数的确定：

）光电传感器阵列布局参数的确定：

光电传感器阵列参数主要管距D（管内侧距离）、管直径d两种参数。

如下图所示：

如下图所示：

其中设计参数为：D=20mmd=1~2mm，

终点横向白色胶带宽度W=100mm，长度200mm，

为了保险起见，可以采用10~20个探测器。

个探测器。

影响光电传感器阵列参数的主要因素：

影响光电传感器阵列参数的主要因素：

1、小车行走时要保证至少有一个探测器探测到白色导航胶带；

小车行走时要保证至少有一个探测器探测到白色导航胶带；

2、比赛规模对车模尺寸的限制；

比赛规模对车模尺寸的限制；

3、终点横向白色胶带的宽度；

终点横向白色胶带的宽度；

4、舵机转弯精度。

舵机转弯精度。

导航光纤传感器探头示意图：

导航光纤传感器探头示意图：

2）智能小车导航系统的原理说明：

）智能小车导航系统的原理说明：

导航光纤探头

导航光纤探头

12345V1V2V3V4V5

、、、、编号输出光强度

编号