基于数字摄像头的双轮驱动智能车控制系统设计

大 大偏 差 的调 节 度 。
＝
式 中 ， 为 内驱 动 轮 转 速 ， 为 外 驱 动 轮转 速 。 ∞ ∞ 由 上 述 各 式 关 系 可 得 车 辆 转 弯 时 内 外 驱 动 轮 转 速 的 关 系
式：
３ 由于系统一直要保持快速性 ， ） 因此 Ｋ 采 用 定 值 ， 过 超 ａ 通
型 如 图 ７所 示 ，图 中 ０ 点 为 车 辆 转 弯 时 的 速 度
ｉｎ行 引 导线 位 置 值 ， ＋ 采用 线 性 插 值 算 法 对虚 线 进 行 补 偿 。 时 ， 同
若 第 ｉｎ行 仍 未 找 到 引导 线 ， 此 场 引 导 线 丢 失 。 一 场 再 正 常 ＋ 则 下 执 行 引 导 线 提取 算 法 。
弯 角 速 度 ， 为 车 体 转 Ｒ
弯 半 径 ， 、 分 别 为 Ｒ Ｒ 内外 驱 动 轮 的 半 径 。
由模 型 可 知 ：
图 ７ Ａ ｋ ｒ ｎ Ｊ ａ ｔｎ ｃ ｅｍａ — ｅ ｎａ ｄ转 向 模 型
控 制 量 。 Ｄ 控制 器 结 构 简 单 ， 于 编 程 实 现 。 存 在 参 数 整 定 繁 Ｐ 易 但
ｂ ｌ次项系数较小时 １
４ 结 束 语
图 ６ Ｋ 的 ＝次 项 系数 不 同 时 黑 线 位 置偏 差与 舵 机 控 制 量 的 关 系 曲 线 。
１ 改进 的 动态 边 缘 检 验法 和 提 出 的虚 线 预估 补偿 算 法 ， 车 ） 使 体 具 有 良好 的 抗干 扰 性 和 环 境适 应性 。 ２使 用三 种原则 有效 的减少 了舵 机 Ｐ ） Ｄ控制参 数 的整定 工作 。 ３ 应 用 差 速 算 法 减 少 了 车体 转 弯 时 的侧 滑 现 象 。保 证 车 体 ）
命 将 受 到 影 响 ； 动 时 的 机 械 冲击 和停 泵 时 水锤 现象 ， 易 对 机 起 容 械 散 件 、 承 、 门 、 道 等 造 成 破 坏 。 另外 ， 因启 动 需 要 将 不 轴 阀 管 仅 得 不 增 加 配 电 容 量 ， 而 导 致 成 本 增 加 。 变 频器 是 软启 动 方式 ， 从
连锁 ， 组关 闭后 ， 风 阀 自动 关 闭 ， 机 新 防止 外 界 污 浊 空 气进 入 。
转 换成 各 种 频 率 的交 流 电 源 、使 电 动 机 可 以 实 现 变 速 运行 的设
备 。 中 央空 调 水 系 统 中 ， 频 器 依 据 所送 水 ／ 在 变 回水 温 差 、 量 和 流
的 调节 量 ， 且 通过 超 前 校 正 增 加 舵 机 动 态 响 应 能 力 ， 过 大 的 并 但
但 动 态 跟 踪 边 缘 检 测 法 过 多 依 赖 于 前 一 行 引 导 线 的 正 确 性 。为此 ， 对动 态 跟 踪 边 缘 检 测 法进 行 改 进 。即对 前 端 图像 前 ６ 行 全 部 搜 索 ， 在 每 一行 的搜 索 中 加入 线 宽 的 限制 ， 除 图像 噪 并 排
动 轮 速度 。
：
肖 ｒ ｄｆ Ｂ ｒｄｅ Ｃ ￥ｕ ｅ ＋ ｝ｕｄｒ ｄ ＋
（） ６
Ｖ 内
式 中 ， Ｂ Ｃ 分 别 为 二 次 拟 合 的 参 数 ，参 数 选 取 取 决 于 车 Ａ、 、
体 尺 寸 、 速 。 ｒｄ ｅ 为 舵 机 的 控 制 量 。 车 ｕｄｒ
■ 拽 住 量 茬
当偏 差 较 小 时 采 用开 环 Ｐ控 制 ， 速 度 进 行 微调 。 对 ３３ 差 速算 法 ．
为 消 除 内外 车轮 不 同步 造 成 的车 轮 胎 滑 动 问题 ，采 用 基 于 转 速 调 节 的 电 子 差 速 算 法 稳 定 智 能 车 行 驶 。根 据 Ａ ｋ ｒ ｎ ４ ｃ ｅｍａ 转 向模 型 ， 立 智 能 车 差 速 模 型 ， 车体 转 角 得 到 两 驱 动 后 轮 的 建 依 差 速 关 系 ，对 车 体 进 行 差 速控 制 。 Ａ ｋ ｒ ｎ 转 向 模 ｃ ｅｍａ
基 于数 字 摄 像 头 的双 轮 驱 动智 能 车 控 制 系 统 设 计
方 法 节 省 了 大量 的运 算 时 间 ， 除 了引 导 线 周边 干 扰 点 。 剔
图 ６ ｂ所 示 ， 。 次 项 系 数 较 小 ， Ｋ二 瞄线 的控 制较 为平 滑 ， 适 合 大弯 偏 多 的道 路 。 过增 加 常 数 项 可 增 加 通过 急弯 时 的给 定 ， 通 不 过长 直 道 中容 易震 荡 。 对 于 Ｋ ， 分 项 的 加 入 ， 以 加 大 入 弯 的调 节 量 ， 小 出弯 ａ微 可 减
采 用 变 频 器 控 制 电机 后 ， 电机 在 起 动 时 及 运 转 过 程 中均 无 冲击 电 流 ， 冲击 电 流 是 影 响 接 触 器 、 而 电机 使 用 寿 命 最 主 要 的 因 素 ，
３ 风 门控制 。当 系统 刚开 机 后 ，Ｌ ） Ｐ Ｃ将 控 制 风 门执 行 器 开启 到 ３ ％ ， 系 统 运 行 过 程 中 ， 据需 要 将 自动 调 整 风 门 的 开启 角 ０ 在 根 度 。为 了保 护设 备 的 安全 运 行 ， 冬季 设 备 停 用 时或 防 冻 开关 发 在 出报 警 信 号后 ， 统 自动 将新 风 口风 门关 闭 ， 而保 护新 风 机组 。 系 从
Ｋ 会 使赛 车 出弯 不 足 或 弯 道 中过 切 。 ｄ ３２ 速 度 控 制
速 度 控 制 采 用 Ｂ ｎ — ａ ｇ算 法 结 合 开 环 Ｐ算 法 的 控 制 。 ａｇ ｂ ｎ 由于 模 型 车 电机 特 性 偏 软 ， ａ ｇ ｂ ｎ Ｂ ｎ — ａ ｇ控 制 在 时 间 最 优 性 上 很 适 合 作 车 体 的 速度 控 制 ， 小 范 围误 差 下 的震 荡 仍 然 存 在 ， 此 但 因
开 ＝ ＝Ｒ ） 外 （一 ｍ 。
（ ２ ）
（） ３
（ ４）
＝
节， 因此 将参 数 Ｋ 整 定 为 与 黑 线偏 离位 置呈 二次 函数 关 系 的 曲 。 线 ， 达式为 Ｋ＝ ｏ ｆ 表 。 Ｃ ｅ ｌ￥ｏ ｓ Ｃ ｅ ２ 减 小 小 偏 差 的震 荡 加 ｆ ｅ＋ ｏ ｆ ，
供 回水 压差 ， 算 决 定水 泵 的运 行 频 率 ， 其 根 据 负 荷 的 变 化 调 计 使
节 电机 的转 速 ， 自动 调 整 到最 佳 热 交 换 量状 态 。
由于 水 泵采 用 的是 Ｙ Ａ起 动 方 式 ， — 电机 的 起 动 电 流 均 为 其
额 定 电流 的 ３ ４倍 ， 如 此 大 的 电 流 冲 击 下 ， 触 器 、 机 的 寿 Ｎ 在 接 电
易 转 向过 度 。
能快 速 、 定 地 在 赛 道 上 行 驶 。 稳
（ 下转第 ３ ８页）
基 于 Ｐ Ｃ 的节 能 型 中央 空调 系统 设 计 Ｌ 极 转 速 ； 一 机 的 转差 率 。 Ｓ 电 调 节 电动 机 电源 频率 就 可 调节 电动 机转 速 ，调 节 电动 机 转 速 也 就 是 调 节 它 的负 载 转 速 ， 此 ， 据 水 泵 特 性 可 知 ， 节 水 因 根 调 泵 的转 速 可 以达 到 调 节水 流 量 的 目的 。 变频 器就 是 把 工频 电 源 ２ 恒 湿 控 制 。 Ｌ 通 过 检 测 回风 湿 度 ， 相对 湿 度 设 定 值 相 ） ＰＣ 与
琐 、 作 量 大 的 问 题 。 为 此采 用 了三 种 原 则 减少 整 定 工 作 量 ： 工 １ 采 用 加 权 平 均 算法 选 择 转 向参 考 点 ， 加 图像 远端 权 重 ， ） 增 减 小 近 端 权 重 。 在 图像 的视 野 较 宽 时 ，通 过 多 点 数 据 确 定 转 向 点 ， 不 同 的道 路 类 型 有 明 显 的 区 分 度 ， 使 因此 不 需 要 对 特 定 路 径
比较 ， 控 制 器 作 ＰＤ运 算 输 出一 个 模 拟 量进 行 控 制 加 湿 器 ， 经 Ｉ 模 拟 量 调 节 加 湿 阀达 到 湿 度 设 定 要 求 。如 相 对 湿 度 高 于 设 定 相 对 湿度 ， 系统 先 关 闭 加 湿 ， 加 湿 全 关 ， 逐 渐 加 大 制 冷系 统 ， 若 则 同时 调 整 加 热 量 使 温度 恒 定 ， 终 确 保 温 度 和 湿 度 达 到要 求 。 相 对 最 如 湿 度 低 于 设 定 相 对湿 度 ， 统先 逐 渐 关 闭制 冷 系统 ， 温 度 升 高 系 若 则 逐 渐 调 小 加 热 量 ， 到 热 量 已 调 至 最小 ， 终 止 制 冷 系 统 开 启 至 则 过 程 ， 打开 加 湿 ， 终 确 保 温 度 和 湿 度 达 到 要 求 。新 风 与 风 机 并 最
进 行 判 别 即 可 达 到路 径优 化 的 目的 。 ２ 实验 表 明 ， ） 黑线 偏 离 位 置 越 大 ， 系统 需 要 的调 节 力 度 就 越 大 ， 当黑 线 偏 离 位 置 较小 时需 要 的 调节 力度 较 小 甚 至不 需 要 调
＝
闩 ∞ （ —） ＝ ０ 尺为 车 轮 轴 距 ， 为
图５ 虚 线提 取效 果 图
车 体 转 向角 度 ， 为 后轮 Ｄ 轮 距 ， 为 内 驱 动 轮 轴 Ｖ 心 速 度 ， 为 外 驱 动 轮 Ｖ 轴 心 速 度 ， ｏ 车 体 转 ∞ 为
３ 控 制 策 略 ３ １ 转 向控 制 ．
智 能 车 的 转 向 控 制 采 用 Ｐ 控 制 算 法 。控 制 器 的输 入 为 引 Ｄ 导 线 位 置 与 图像 中 心 （ 车 体 中 心 ） 即 的偏 差 量 ， 出 为 舵 机 转 向 输
前 校 正 提 高舵 机 动 态 响 应 能 力 。
实际 中，。 Ｋ 的二 次 项 系数 取 值 不 同 ，使 得 转 角 与偏 移 量 的
曲线 出 现 较 大差 异 ， 图 ６所 示 。 如
： ＋） 一） Ｉ ／ （
㈤