雙排傳感器循跡策略研究-工業(yè)控制
雙排傳感器的優(yōu)勢
目前,大多數(shù)智能車采用單排傳感器的道路檢測方式,這種方式獲得的道路信息少,對智能車的狀態(tài)和道路的狀況都不能很好地區(qū)別,造成控制上的麻煩。為了彌補(bǔ)不足,形成了大前瞻的單排傳感器的道路檢測方式,這種方式檢測的距離更遠(yuǎn),能夠更早地判斷出道路的走向,在一定程度上彌補(bǔ)了檢測精度低的缺點(diǎn),但也無法有效地區(qū)分智能車狀態(tài)與道路狀況。
比賽的車??蛇x用攝像頭或傳感器的方式進(jìn)行道路信息檢測,我們的車模采用的是雙排紅外的循跡方式,采用大前瞻雙排傳感器可以得到更多的賽道信息,更早地采取策略處理,形成更好的行車軌跡。是采用復(fù)雜的攝像頭方案的一種替代方式。
可以在直道中實現(xiàn)穩(wěn)定控制,加速順暢的能力;在S彎中以小曲線的方式前進(jìn),減少行進(jìn)路線和舵機(jī)調(diào)整次數(shù)。在大彎中實現(xiàn)提前轉(zhuǎn)彎,切內(nèi)彎的效果。尤其是在轉(zhuǎn)彎方面,通過前后排共同對彎道的預(yù)測,達(dá)到延伸物理識別距離的能力,從而做出提前的動作,減少由于檢測距離近而帶來的負(fù)面影響,達(dá)到上述效果。
傳感器陣列布局
圖1中僅以接受管示意傳感器位置。
布局方式說明
前排傳感器伸出距離較遠(yuǎn),小車中心偏離黑線后,會在前排傳感器上產(chǎn)生較大偏移量。
后排傳感器伸出距離較近,小車中心偏離黑線后,會在后排傳感器上產(chǎn)生較小偏移量。
利用前后排傳感器對小車偏移時不同的敏感度對小車進(jìn)行控制。
為了使前后排體現(xiàn)出更明確的分工和采集到更遠(yuǎn)處的信息,我們把前排傳感器傾斜約45o角,使前排的前瞻距離更大,更能體現(xiàn)出前排的優(yōu)勢和特點(diǎn)。
直道識別方式、控制策略
直道識別方式
(1)采用此種方式布局雙排紅外,對于直道的判別方法可有以下5種物理方式,每種方式應(yīng)用的時機(jī)列在表后。
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第一種直道情況(圖2)
在左轉(zhuǎn)大彎后,出彎時最可能出現(xiàn)的前后排傳感器檢測到黑線時的組合情況。適用于左轉(zhuǎn) 90°彎、180°彎。提前得到出彎信息,舵機(jī)向左轉(zhuǎn)動較小角度,并在此時采取加速動作,起到彌補(bǔ)前瞻不足的作用。此情況在賽道的s彎出現(xiàn)時,不滿足直道的第二種識別方式,故不會加速。
第二種直道情況(圖3)
此情況是對第一種情況的再確認(rèn),左轉(zhuǎn)大彎并經(jīng)過第一種情況后,再經(jīng)歷此種情況,可確認(rèn)無誤前方為直道,繼續(xù)提升小車的加速能力??刂瞥绦蛴蓮澋莱绦蚯袚Q到直線穩(wěn)定程序。
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第三種直道情況 (圖4)
此時采取直線穩(wěn)定控制。由于前兩種情況已經(jīng)明確識別為直道,此種情況只是增加直道識別的成功率。
第四種直道情況(圖5)
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