基于电磁场检测的寻线智能车设计1

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基于电磁场检测的寻迹智能车系统设计

基于电磁场检测的寻迹智能车系统设计摘要：介绍智能车竞赛中电磁组的设计思路，论述了基于变参数的PD 算法的信号处理方法；分析了传感器布局对转角的影响，提出直接采集交流信号的寻迹方案，并验证了该方案的效果。

实验表明：该处理方法实现简单，能够比较精准、快速地跟踪通电导线的轨道。

关键词：磁场；智能车；传感器；PD 算法1 设计原理1．1 磁场理论根据麦克斯韦电磁场理论，交变电流会在周围产生交变的电磁场。

智能车竞赛使用路径导航的交流电流频率为20 kHz，产生的电磁波属于甚低频(VLF)电磁波。

交变磁场分析复杂，并且赛道导航电线和小车尺寸远远小于电磁波的波长，电磁场辐射能量很小，能够感应到电磁波的能量也非常小。

所以可将导线周围变化的磁场近似地看作缓变的磁场，按检测静态磁场的方法获取导线周围的磁场分布，进行位置检测。

由毕奥一萨伐尔定律可知，通有稳恒电流I、长度为L 的直导线周围会产生磁场，距离导线距离为r 处的磁感应强度为：1．2 寻迹原理基于不同物理效应的磁测量传感器很多，要根据被检测磁场的性质和要求，使用不同的磁场传感器。

感应线圈对磁场的变化灵敏度较高，同时也可根据被测磁场的形态和分布选定线圈形状和几何尺寸。

选用灵敏度更高的线圈作为识别信号的传感器。

本设计中导线通过的电流频率为20 kHz，且线圈较小。

设线圈中心到导线的距离为r，并认为小范围内磁场分布是均匀的。

再根据图1 所示的导线周围磁场分布规律，利用法拉利定律，线圈中感应电动势可近似为：即线圈中感应电动势的大小正比于电流的变化率，反比于线圈中心到导线的距离。

故导线左右两端传感器的电压值可表示为：式中，(l1+l2)为定值，计算出的pos 值为以传感器轴中心为坐标原点的赛道位置值。

2。

基于磁场检测的自平衡巡线智能小车设计

基于磁场检测的自平衡巡线智能小车设计罗卫军;罗勃;曾祎;武丽;朱玉玉【摘要】文中以第七届”飞思卡尔”杯大学生智能车竞赛为背景,以飞思卡尔MC9S12XS128单片机为棱心,设计了一种自平衡巡线智能车系统.本设计基于倒立摆的动力学模型,经过卡尔曼滤波算法对陀螺仪和加速度计的输出信号进行处理得到智能车的角速度和倾角,再通过PID运算处理后的输出控制智能车的平衡、前进和转向.实验及实际比赛表明,本智能车系统可稳定运行,具有速度快,转向灵活,抗干扰性强的特点.%The article based on the 7th “freescale” cup college student intelligent car racing competition as a background,take the freescale MC9S12XS128 microcontroller as the core,designs a kind of self-balanced patrol the line intelligent vehicle system.The design based on stands upside down dynamics model which suspends,carries on processing after the Kalman Filter algorithm to the gyroscope and the accelerometer output signal to obtain the angular speed and the inclination angle of intelligent vehicle,again through the PID algorithm control intelligent vehicle keep balanced,go forward and turn.The experiment and performanee in competitions show that the system is steady,and the performance of speed,steering and antiinterference is good.【期刊名称】《电子设计工程》【年(卷),期】2013(021)013【总页数】3页(P114-116)【关键词】飞思卡尔;自平衡;磁场检测;智能车;卡尔曼滤波【作者】罗卫军;罗勃;曾祎;武丽;朱玉玉【作者单位】西南科技大学信息工程学院,四川绵阳621000;西南科技大学信息工程学院,四川绵阳621000;西南科技大学信息工程学院,四川绵阳621000;西南科技大学信息工程学院,四川绵阳621000;西南科技大学信息工程学院,四川绵阳621000【正文语种】中文【中图分类】TP393;TP212.9第七届“飞思卡尔”杯全国大学生智能车大赛是教育部委托高等学校自动化教学指导分委员会主办，由南京师范大学承办，飞思卡尔半导体公司协办的一项大学生课外科技竞赛。

基于电磁导航技术的自动循迹智能小车的设计

基于电磁导航技术的自动循迹智能小车的设计摘要：智能车是由车体结构、硬件系统和软件系统三个大主模块组成。

传感器只是硬件系统的子模块，却对智能车实现自动循迹十分重要。

传感器是支持计算机软件系统算法的“眼睛”，负责收集、传输智能小车行驶的信息，以保障各种功能实现。

本研究以电磁导航技术应用于智能小车为研究基点，围绕技术应用和智能小车设计思路与框架，探讨自动循迹智能小车设计的要素与方法。

关键词：电磁导航技术；自动循迹；智能小车；传感器无人驾驶是人工智能技术应用的一个方向，带动汽车行业正在经历一场“革命”，其中导航技术发展应用的突出价值也渐渐显露。

智能车各模块的功能充分发挥才能实现智能化运行，进而实现人车交互、车联网。

电磁导航技术应用对智能车能够达到预期效果提供了保障力量。

1.电磁导航技术与人工智能技术应用1.1电磁导航技术应用电磁导航是一种传统的导航方式，其工作原理是在规定的道路上，埋设金属线，在金属线上加载导引频率，车辆通过识别导引频率而实现无人导航运行。

电磁导航技术在医疗、交通运输等领域具有应用价值。

在交通运输领域，建设基于电磁引导路径识别的AGV小车的控制系统来实现无人驾驶。

AGV小车是装上自动导航装置，具有安全和各种移动功能，能在固定路径上行驶的运输车。

AGV小车在工厂、港口、物流中心等有广泛应用，其与计算机终端连接实现了自动化操作。

1.2人工智能技术应用人工智能技术是计算机科学与技术的一个分支，人们通过发明智能机器并赋予其意识，让智能机器能够实现只有人类才能完成的任务，其核心是算法。

人工智能技术由认知、预测、决策和集成解决方案四个部分组成，需要信息贯穿全过程，包括：收集信息——分析信息——处理信息——应用信息。

2.设计思路与整体框架2.1设计思路本次设计是基于电磁导航技术的工作原理及应用，设计和制作一辆可模拟在复杂道路上自动、智能、安全行驶的智能小车。

（1）线路设定：使用直径0.5mm铜质漆包线；频率范围：20±2kHz；电流范围：正弦波信号50-150mA；路线上设置直角弯道、障碍、坡道等。

《2024年基于电磁信号的智能寻迹车设计》范文

《基于电磁信号的智能寻迹车设计》篇一一、引言随着科技的不断发展，智能寻迹车在工业、军事、救援、教育等领域的应用越来越广泛。

本文将介绍一种基于电磁信号的智能寻迹车设计，通过电磁信号进行定位和寻迹，实现了自动导航和精确控制，具有广阔的应用前景。

二、系统设计1. 总体设计本设计的智能寻迹车主要由车身、控制系统、电机驱动系统、电磁信号接收与处理模块等部分组成。

其中，控制系统是整个系统的核心，负责接收和处理电磁信号，控制电机驱动系统实现车辆的寻迹和导航。

2. 控制系统设计控制系统采用微控制器作为核心处理器，通过接收电磁信号接收与处理模块传来的信号，对电机驱动系统发出控制指令，实现车辆的寻迹和导航。

同时，控制系统还具有自我学习和优化功能，能够根据实际环境自动调整寻迹策略，提高寻迹精度和稳定性。

3. 电机驱动系统设计电机驱动系统采用直流电机和驱动器组成，通过控制器的指令驱动电机转动，实现车辆的移动和转向。

此外，电机驱动系统还具有过载保护和热保护功能，保证了车辆在复杂环境下的稳定性和安全性。

4. 电磁信号接收与处理模块设计电磁信号接收与处理模块是本设计的关键部分，负责接收周围环境的电磁信号并进行处理。

该模块采用高灵敏度传感器和信号处理电路，能够准确捕捉到周围的电磁信号，并通过控制器进行解析和处理，为车辆的寻迹和导航提供精确的依据。

三、工作原理本设计的智能寻迹车通过电磁信号接收与处理模块接收周围环境的电磁信号，经过处理后传输给控制系统。

控制系统根据信号的强度和方向等信息，发出控制指令给电机驱动系统，驱动车辆按照预设的路线进行寻迹和导航。

同时，控制系统还具有自我学习和优化功能，能够根据实际环境自动调整寻迹策略，提高寻迹精度和稳定性。

四、应用领域基于电磁信号的智能寻迹车具有广泛的应用前景。

它可以应用于工业生产中的物料搬运、生产线巡检等场景；在军事领域中可以用于战场侦察、物资运输等任务；在救援领域中可以用于灾区搜索、救援物资运输等场景；在教育领域中可以用于机器人教育、科技竞赛等活动。

基于电磁场寻线智能车传感器的布局及控制策略

引言
以通电导线产生的磁场对智能车进行引导的优点在
于不受光线、温度、湿度的影响，外界干扰小，控方法、线圈面积和一些物理常量
有关的一个量。该公式说明，在导线周围不同位置，磁感应强度的大小和方向不同，电磁传感器在不同位置获得的信号强度也不同，由此可以确定赛车前方的转向和车身当
摘要：本设计是以“ 飞思卡尔” 杯全国大学生智能车竞赛为背景的电磁场检测的寻线智能汽车。系统的特点是充分利用磁场检测传感器的布局来识别路径，以达到在速度较快的情况下控制小车的舵机转向。本文主要介绍了传感器的布局方法和转向与速度的控制策略。实验证明该系统的传感器布局和控制策略能较好地互补，使小车达到最佳状态。
ＹａｎｇＹａｎｇ，ＬａｎＹｉｘｉｎｇ，ＹｕａｎＪｉｎｇ
（ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＰｈｙｓｉｃｓａｎｄＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＬｅｓｈａｎＮｏｒｍａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｌｅｓｈａｎ６１４０００，Ｃｈｉｎａ）
ｅａｃｈｏｔｈｅｒ，ｍａｋｉｎｇｔｈｅｃａｒａｃｈｉｅｖｅｔｈｅｂｅｓｔｓｔａｔｅ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｓｍａｒｔｅａｒ；ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃｓｅｎｓｏｒｓ；ｓｔｅｅｒｉｎｇｇｅａｒｃｏｎｔｒｏｌ；ＰＩＤａｌｇｏｒｉｔｈｍ

基于磁场检测的寻线小车传感器布局研究

全国大学生“飞思卡尔”智能车比赛新的竞赛规则中，用通有20kHz交变电流的载流导线取代了原来的白底黑线道路，要求小车通过检测载流导线周围的电磁场信号来控制小车沿着载流导线前进。

磁场模型及磁场检测图1展示了往年比赛的赛道，2010年图上黑线要用导线代替，并在导线中通以20kHz的交变电流，需要通过传感器检测周围的电磁场来确定道路(导线)相对于小车的位置。

由电磁学可知，导线周围的空间充满了交变的电磁场，如果在里面放置一个电感线圈，电磁感应会使线圈中产生交变的电流。

在导线位置和导线中电流既定的条件下，线圈中感应电流(或者电压)是空间位置的函数。

因此，电感线圈就可以作为传感器。

直接分析交变的电磁场并不是一个可取方法，考虑到问题的线度远远小于20kHz的电磁波波长，因此可以先讨论直流的情况，然后将结果应用到交变的条件下。

问题可以简化为：载流导线中通过直流电流I，它在空间产生了静态磁场B(x，y，z)，电感线圈中的电压有效值U正比于所在位置的磁感应强度B(x，y，z)。

为了从电感线圈感应电压中获得道路的信息，需要分析导线周边磁场的分布。

由毕奥-萨法尔定理可知，空间任一点的磁感应强度可以看成是导线上电流元产生的磁场之和，即：其中积分路径遍及整个载流导线。

上述积分只有在一些特定的曲线下才可以求得解析解，对于一般的曲线，可以通过数值积分求得数值解，若要考察整个空间的磁场分布，则可以借助一些专业的电磁场分析软件进行全空间的数值仿真，比如Ansoft Maxwell，CST EM Studio等。

从道路元素来看，赛道一般可以分成直道、转弯、S道、回环道等形式(如图1)，其中直道是最简单的，因此，分析清楚直道情况下的传感器响应及赛车控制是基础。

为了讨论方便，我们作以下约定：(1)小车车体坐标系中，定义小车前进的方向为Y轴正向，顺着Y轴的右手边为X轴的正向，Z轴指向小车正上方，如图2所示;(2)水平线圈是指轴线平行于Z轴的电感线圈，垂直线圈是指轴线平行于X轴的线圈，轴线平行于Y轴的线圈所感应到的电动势远小于上述两类线圈，在本文中暂不做讨论，但该类摆放线圈在回环路检测中将可以用到;(3)BX是指向载流导线右手边的电磁感应强度，BZ是指向载流导向正上方的电磁感应强度。

《基于电磁信号的智能寻迹车设计》范文

《基于电磁信号的智能寻迹车设计》篇一一、引言随着科技的不断发展，智能寻迹车在物流、工业自动化、无人驾驶等领域的应用越来越广泛。

本文将重点介绍一种基于电磁信号的智能寻迹车设计，旨在通过电磁信号的感知与处理，实现寻迹车的精确控制与高效运行。

二、设计概述基于电磁信号的智能寻迹车设计主要包括硬件设计和软件算法设计两部分。

硬件部分主要包括传感器模块、控制模块、驱动模块等；软件部分则包括信号处理、路径识别、控制算法等。

通过软硬件的结合，实现寻迹车的自主寻迹、避障、速度控制等功能。

三、硬件设计1. 传感器模块：传感器模块是寻迹车感知环境的关键部分，主要包括电磁传感器、红外传感器、超声波传感器等。

电磁传感器用于感知地面上的电磁信号，为寻迹提供依据；红外传感器和超声波传感器则用于避障，保证寻迹车的安全运行。

2. 控制模块：控制模块是寻迹车的“大脑”，负责接收传感器信号、处理信息、发出控制指令等。

常用的控制模块有单片机、FPGA、DSP等，本设计采用高性能的单片机作为控制核心。

3. 驱动模块：驱动模块负责驱动寻迹车前进、转向、避障等动作，主要包括电机、电机驱动器、电池等。

电机驱动器采用高效率的直流无刷电机驱动器，以保证寻迹车的动力性能。

四、软件算法设计1. 信号处理：寻迹车通过传感器模块获取地面上的电磁信号，经过滤波、放大、采样等处理后，得到可用于路径识别的数据。

2. 路径识别：路径识别是寻迹车的核心算法之一，通过分析处理后的电磁信号，识别出地面上的路径信息。

本设计采用基于机器视觉和模式识别的算法，实现高精度的路径识别。

3. 控制算法：控制算法负责根据路径识别结果，发出控制指令，驱动寻迹车按照预定路径行驶。

本设计采用PID控制算法，实现精确的速度和方向控制。

五、系统实现与测试1. 系统实现：根据硬件设计和软件算法设计，将各部分组装在一起，形成完整的智能寻迹车系统。

2. 测试与优化：对系统进行测试，包括路径识别测试、速度控制测试、避障功能测试等。

论文开题报告：基于电磁感应寻迹的智能小车的硬件设计

大学本科毕业论文(设计)开题报告学院：信息学院专业班级：自动化课题名称基于电磁感应寻迹的智能小车的硬件设计1、本课题的的研究目的和意义：培养学生综合运用所学知识和技能，理论联系实际，独立分析，解决实际问题及进行系统研究开发的能力，使学生得到从事本专业工程技术和科学研究工作的基本训练。

1) 培养学生综合运用、巩固与扩展所学的基础理论和专业知识，培养学生独立分析、解决一般工程实际问题的能力；2) 通过毕业设计（论文）工作，使学生受到科学研究方法和工程设计方法的初步训练；3) 通过本设计使学生掌握嵌入式领域中主流的硬件、软件开发工具和设计过程；4) 使学生的绘图、计算、实验、数据处理、外文文献资料阅读、使用文献资料和手册、文字表达等基本技能及能力得到进一步的锻炼和提高。

5) 智能作为现代的新发明是以后的发展方向，他可以按照预先设定的模式在一个环境里自动的运作不需要为的管理它，最适合在那些人类无法工作的环境中工作，该技术可以应用于无人驾驶机动车、无人生产线、仓库服务机器人等领域所有这些用途正逐步渗入到工业和社会的各个层面。

作为世纪自动化领域的重大成就机器人已经和人类社会的生产生活不可分。

6) 智能车辆致力于提高汽车的安全性、舒适性、适应性和提供优良的人车交互界面，是目前各国因重点发展的智能交通系统its中的一个重要。

实用化，在亚洲，日本与1996年成立了高速公路先进巡航/辅助驾驶演剧协会，主要目的是研制自动车辆导航的方法，促进日本智能车辆的整体进步。

进入80年代中期，设计和制造智能车辆的浪潮席卷了全世界，一大批世界著名的公司开始研制智能车辆平台。

第三阶段：从90年代开始，智能车辆进入了深入、系统、大规模的研究阶段。

最为突出的是，美国卡内基-梅陇大学机器人研究所一共完成了navlab系列的自主车的研究，取得了显著的成就。

目前，智能车辆的发展正处于第三阶段，这一阶段的研究成果代表了当前国外智能车辆的主要发展方向。

基于电磁场检测的寻线智能车设计

基于电磁场检测的寻线智能车设计时间：2009-11-23 12:47:33 来源：电子产品世界作者：张昊飏,马旭,卓晴清华大学引言以往的智能车竞赛分为光电组和摄像头组，其中光电组主要是使用光电传感器如红外传感器采集路径信息，摄像头组主要通过采集图像信息识别路径。

本文则采用通电导线产生的电磁场对智能车进行引导。

使用磁场信号引导车沿一定轨迹行走的优点主要体现在磁场信号具有很好的环境适应性，不受光线、温度、湿度等环境因素的影响。

设计原理根据电磁学，我们知道在导线中通入变化的电流(如按正弦规律变化的电流)，则导线周围会产生变化的磁场，且磁场与电流的变化规律具有一致性。

如果在此磁场中置一由线圈组成的电感，则该电感上会产生感应电动势，且该感应电动势的大小和通过线圈回路的磁通量的变化率成正比。

由于在导线周围不同位置，磁感应强度的大小和方向不同，所以不同位置上的电感产生的感应电动势也应该是不同。

据此，则可以确定电感的大致位置。

首先，由毕奥-萨伐尔定律知：通有稳恒电流I长度为L的直导线周围会产生磁场，距离导线距离为r处P点的磁感应强度为：且磁感应强度方向为垂直纸面向里。

于是，它的磁力线是在垂直于导线的平面内以导线为轴的一系列同心圆，圆上的磁感应强度大小相同。

对于通有电流的弧形导线，根据毕奥-萨伐尔定律明显可以得出弧线内侧的磁感线密度大于弧线外侧的结论。

如果在通电直导线和弧形导线两边的正上方竖直放置两个与电流方向一致的线圈如图2示，则两个线圈中会通过磁通量。

导线中的电流按一定规律变化时，导线周围的磁场也将发生变化，则线圈中将感应出一定的电动势。

根据法拉第电磁感应定律，感应电动势的大小和通过导体回路的磁通量的变化率成正比：感应电动势的方向可以用楞次定律来确定。

由于本设计中导线中通过的电流频率较低，为20kHz，且线圈较小，令线圈中心到导线的距离为r，认为小范围内磁场分布是均匀的，则线圈中感应电动势可近似为：即线圈中感应电动势的大小正比于电流的变化率，反比于线圈中心到导线的距离。

基于电磁传感器识别路径的智能车设计

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摘要本文以第七届“飞思卡尔”杯全国大学生智能汽车竞赛为背景，对两轮直立行走智能小车硬件和软件进行了深入的分析与设计，以参与制作的智能小车为例介绍智能小车设计制作的全过程。

该智能车系统所用车模型号为N-286。

采用16位单片机MC9S12XS128作为主控制单元，设计、制作一辆能够自动识别路径并能两轮自平衡直立行走的智能小车。

整个智能车系统主要包括三大方面：机械结构安装，硬件电路设计，软件算法设计。

本系统在设计中采用模块化设计，其中，路径检测模块采用LC谐振回路作为选频网络，然后对其信号进行放大、滤波；角度检测模块利用陀螺仪和加速度传感器分别测量车模的角速度、角度，然后将角速度积分信号与角度信号整合得到车模的精确角度信号；电机驱动模块采用四片BTS7960驱动芯片，两两级联构成全桥驱动电路，利用PWM进行速度控制；速度检测模块采用增量式光电编码器；电源模块通过稳压芯片提供3.3V、5V电压。

系统应用PID控制算法，构成一个闭环控制系统。

通过对赛道信息、角度信号和速度信号的综合分析，利用N-286型车模双后轮驱动的特点，实现小车两轮自平衡直立行走。

关键字：直立行走；PID；MC9S12XS128；电机控制AbstractOn the background of the Seventh Freescale Cup Intelligent Auto-mobile Competition for national college students, this paper conducts deep analysis and design on the hardware and software of the two walking upright intelligent automobiles, and briefly introduces the whole processes of designing and making the automobile through the example of making the intelligent automobile.This intelligent auto-mobile system adopts the model N-286 as its type. By taking the 16 bits single chip microcontroller MC9S12XS128 as its main control unit, we can design and make an intelligent auto-mobile, which can recognize certain road automatically and run upright with its two wheels. The entire system contains three main parts: the installation of mechanical structure, the design of hardware circuit and the design of the software algorithm. The system adopts the modular design. Among them, the path detection module uses LC resonance loop as the frequency selective network, and then has its signal amplified and filtered. The angle detection module uses the gyroscope and angle acceleration sensor to measure the angular velocity and angle of models respectively. Then it integrates angle speed signal and angle signal to get precise angle signal of the models. Motor driver module uses four pieces of BTS7960 drive chips and two cascades to construct the whole bridge driving circuit. The system adopts PWM speed control algorithm to form a close loop control system. Speed detection module uses the solid-axes photoelectric encoder. Power module supplies voltage of 3.3V and 5V through regulated chips. The system applies the PID control algorithm to form a closed loop control system. Through a comprehensive analysis of track information, angle signal and speed signal and by using the characteristics of dual rear-wheel drive of N-286 auto-mobile models, it realizes the self-balanced upright walking with its two wheels. Key Words:Walk upright, PID, MC9S12XS128, Motor control目录摘要..................................................................................................... 错误!未定义书签。

基于电磁场检测的智能寻迹模型车设计

功能。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
关键词：智能车；电磁场检测；自动寻迹中图分类号：Ｐ７．Ｔ２３５文献标志码：Ａ文章编号：６１４７（０）２０２—３１７—６９２１０－０３０１
Ｉｔｌｉｅｔｔａｌｎｇｍｏｅａｅｉｎｂｓｄｏｎｅｌｇｎｒｉｉｄｌｃｒｄｓｇａｅｎ
基于电磁场检测的智能寻迹模型车设计
李涵武崔宏耀张娜伟王，，，广
（．１黑龙江工程学院汽车与交通工程学院，黑龙江哈尔滨１０５；．５００２长城汽车股份有限公司，河北保定０１０）７００摘要：介绍一种电磁场检测路径智能寻迹模型车的设计。智能寻迹车是基于ＭＣＳ２Ｇ１８片机开发实现的，９１Ｄ２单
２ＣｈｎｅｅｇＡｕｏｏｉｏｎｔｃｍｉｄＣｍｐｎ．ａｇｈｎｔｍｂｌＪｉｔＳｏｋＬｉｔｏａｙ，Ｂａｄｎ７００ｈｎ）ｅｅｏｉｇ０１０，Ｃｉａ
ＡｂｔａｔＡｉｄｏｅｉｎａｏｔｔｅｉｔｌｉｅｔｔａｌｇｍｏｅａａｅｎｅｅｔｏｇｅｉｆｌｅｅｔｎｓｒｃ：ｋｎｆｄｓｇｂｕｈｎｅｌｎｒｉｎｄｌｃｒｂｓｄｏｌｃｒｍａｎｔｃｉｄｄｔｃｉｇｉｅｏｒｕｅｉｎｒｄｃｄＩｔｌｇｎｒｉｎａｓａｅｅｐｏｔｄａｄｒａｉｅａｅｎＭＣ９１ＤＧ１８ｓｎｌｃｉ．ｏｔｓｉｔｏｕｅ．ｎｅｌｅｔｔａｌｇｃｒｒｘｌｉｎｅｌｄｂｓｄｏｉｉｅｚＳ２２ｉｇｅｈｐＴｈｓｓｓｅｕｅｈｅｈｄｏｌｃｒｍａｎｔｃｄｔｃｉｎｔｉｃｒｕｄｉｅｌｎｈｄｌｆｔｅｉｙｔｍｓｓｔｅｍｔｏｆｅｅｔｏｇｅｉｅｅｔｏｄｓｅｎｇｉｅ１ｓａｏｇｔｅｍｉｄｅｏｈｏｎｒａ．Ｏｎｔｉａｉ，ｔｅｍｏｉｎｔａｅｏｔｌｇｎａｓｗｉｅｃｎｒｌｄｂｈｅｓｎｂｅａｇｒｔｍ，ｍｏｏｄｈｓｂｓｓｈｔｒｃｆｉｅｌｅｔｃｒｌｂｏｔｏｌｙｔｅｒａｏａｌｌｏｉｏｎｉｌｅｈ — ｒｏｅ，ｆｓｎｔｂｅｔａｌｇｏｅａｉｎｗｉｅｒａｉｅ．Ｔｈａｄｒｏｏｅｔｏｈｅｉｎｄｉｔｌ — ｅｖｒａｔａｄｓａｌｒｉｎｐｒｔｏｌｂｅｌｄｉｌｚｅｈｒｗａｅｃｍｐｎｎｆｔｅｄｓｇｅｎｅｌｉｇｎａ，ｔｅｍｅｈｄｏｏｔｘｍｉａｉｎａｄｄｔｃｉｎ，ａｄｔｅｃｎｒｌｓｒｔｇｅｎｈｏｔｒｙ — ｅｔｃｒｈｔｏｆｒｕｅｅａｎｔｎｅｅｔｏｏｎｈｏｔｏｔａｅｉｓａｄｔｅｓｆｗａｅｓｓｔｍｘｌｉｉｇｏｔｌｇｎｏｅａｓａｅｓｏｎｔｉｐｐｒＴｈｅｈｄｏｌｃｒｍａｎｔｏｌｘｍｉｅｅｐｏｔｆｎｅｌｅｔｎｉｉｍｄｌｒｒｈｗｎｉｈｓａｅ．ｃｅｍｔｏｆｅｅｔｏｇｅｉｃｉｅａ — ｃｎｔｏｎｅｅｔｎｉｓｄｔｉｃｒｈｕｄｉｅｈｓｄｓｇｎｈＤａｃｌｔｎａｅｅｌｙｄｉａｉｎａｄｄｔｃｉｕｅｏｄｓｅｎｔｅｇｉｅ１ｓｉｔｉｅｉｎａｄｔｅＰＩｃｌｕａｉｒｍｐｏｅｎｏｓｎｎｏ

基于单片机的电磁循迹智能车设计

基于单片机的电磁循迹智能车设计发布时间：2023-02-03T05:45:54.933Z 来源：《科技新时代》2022年第18期作者：吕俊杰1,李子俊1,付子豪1 [导读] 本文介绍电磁循迹越野车的设计方案。

车辆基于TC377处理器，采用AURIX开发环境。

吕俊杰1,李子俊1,付子豪1（1.湖北汽车工业学院汽车工程学院，湖北十堰 442002）摘要：本文介绍电磁循迹越野车的设计方案。

车辆基于TC377处理器，采用AURIX开发环境。

通过智能车机械结构调整，传感器电路设计，电池、传感器的选择以及起跑线的检测等完成小车的自主循迹，简单工作原理是TC377单片机通过AD口采集电感检测的拟量，并通过算法处理，然后返回的值用于舵机控制，根据编码器返回值进行电机的闭环控制。

为达到速度和转角协调控制的目的，采用模糊PID的方法，使小车能够平稳循迹选择合适的电池为小车提供强大的电力。

关键字：电磁循迹；模糊PID；机械结构；引言：近年来，智能车已经成为世界车辆工程领域研究的热点和汽车工业增长的新动力，很多发达国家都将其纳入到各自重点发展的智能交通系统当中。

竞赛要求在规定的汽车模型平台上，采用飞思卡尔半导体公司的8位、16位、32位微控制器作为核心控制单元，自主构思控制方案进行系统设计，包括传感器信号采集处理、电机驱动、转向舵机控制以及模糊控制算法和软件开发等，以TC377作为核心控制模块，制作完成一个能够自主识别道路的模型汽车。

参赛队员的目标是模型汽车需要按照规则以最短时间完成单圈赛道。

1 总体设计方案基于TC377单片机开发了电磁循迹小车，根据电磁传感器，编码器来获得小车的行驶数据，通过电机驱动模块以及直流电机驱动小车，采用蓝牙通信技术将数据远程发送可实时获取小车行驶过程中的重要参数，以此确定以及优化小车的行驶路线，通过舵机和电机调整车辆姿态，整体设计方案如图1。

图1 系统总体设计2小车姿态分析2.1电磁传感器工作原理假定导线中通有恒定电流 I，由物理知识可知，为方便讨论赛道中磁场的分布，在小车赛道上建立图3所示的坐标系。

基于磁场检测的自平衡巡线智能小车设计

ＤｅｓｉｇｎＯｆｓｅｌｆ－ｂａｌａｎｃｅｄｔｒａｃｅ－ｋｅｅｐｉｎｇｓｍａｒｔｃａｒｂａｓｅｄｏｎｄｅｔｅｃｔｉｏｎｏｆｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃｉｅｆｌｄ
行处理得到智能车的角速度和倾角。再通过ＰＩＤ运算处理后的输出控制智能车的平衡、前进和转向。实验及实际比赛表明，本智能车系统可稳定运行，具有速度快，转向灵活。抗干扰性强的特点。
ＡｂｓｔｒａｃｅＴｈｅａｒｔｉｃｌｅｂａｓｅｄｏｎｔｈｅ７ｔｈ “ ｆｒｅｅｓｃａｌｅ ”ｃｕｐｃｏｌｌｅｇｅｓｔｕｄｅｎｔｉｎｔｅＵｉｇｅｎｔｃａｒｒａｃｉｎｇｃｏｍｐｅｔｉｔｉｏｎａｓａｂａｃｋｇｒｏｕｎｄ，ｔａｋｅｔｈｅｆｒｅｅｓｅｌｅａＭＣ９Ｓ１２ＸＳ１２８ｍｉｅｍｅｏｎｔｏｌｒｌｅｒａｓｔｈｅｃｏｒｅ，ｄｅｓｉｇｎｓａｋｉｎｄｏｆｓｅｌｆ－ｂａｌａｎｃｅｄｐａｔｒｏｌｔｈｅｌｉｎｅｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔｖｅｈｉｃｌｅｓｙｓｔｅｍ．ｈｅＴｄｅｓｉｎｇｂａｓｅｄｏｎｓｔａｎｄｓｕｐｓｉｄｅｄｏｗｎｄｙｎａｍｉｃｓｍｏｄｅｌｗｈｉｃｈｓｕｓｐｅｎｄｓ，ｃａｒｒｉｅｓｏｎｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇａｆｔｅｒｔｈｅＫａｌｍａｎＦｉｌｔｅｒａｌｇｏｉｔｒｈｍｔｏｔｈｅｇｙｒｏｓｃｏｐｅａｎｄｔｈｅａｅｅｅｌｅｒｏｍｅｔｅｒｏｕｔｐｕｔｓｉｎａｇｌｔｏｏｂｔａｉｎｈｅｔａｎｇｕｌａｒｓｐｅｅｄｎｄａｔｈｅｉｎｃｌｉｎａｔｉｏｎｎｇａｌｅｏｆｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔｖｅｈｉｃｌｅ，ａｇａｉｎｔｈｒｏｕｇｈｔｈｅＰＩＤｌｇａｏｒｉｔｈｍｃｏｎｔｒｏｌｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔｖｅｈｉｃｌｅｋｅｅｐｂｌａａｎｃｅｄ，ｇｏｆｏｒｗａｒｄａｎｄｔｕｒｎ．ｈｅＴｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｎｄｐｅｆｒｏｒｍａｎｃｅｉｎｃｏｍｐｅｔｉｔｉｏｎｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｓｙｓｔｅｍｉｓｓｔｅａｄｙ，ａｎｄｈｅｔｐｅｆｒｏｒｍａｎｃｅｏｆｓｐｅｅｄ，ｓｔｅｅｒｉｎｇａｎｄａｎｔｉ－

《2024年基于电磁信号的智能寻迹车设计》范文

《基于电磁信号的智能寻迹车设计》篇一一、引言随着科技的不断发展，智能寻迹车作为一种新型的移动平台，在工业制造、物流运输、环境监测等领域有着广泛的应用前景。

本文将详细介绍一种基于电磁信号的智能寻迹车设计，通过电磁信号的感知与处理，实现车辆的自动寻迹和导航。

二、设计需求与目标1. 设计需求：（1）车辆需具备自动寻迹功能，能够在复杂环境中准确识别路径；（2）车辆应具备较高的稳定性和可靠性，确保在各种路况下能够正常工作；（3）系统应具有低功耗特性，以满足长时间运行的需求。

2. 设计目标：设计一款基于电磁信号的智能寻迹车，通过电磁信号的感知与处理，实现车辆的自动寻迹和导航，提高工作效率和安全性。

三、系统架构设计1. 硬件架构：（1）传感器模块：包括电磁传感器、摄像头等，用于感知环境信息；（2）控制模块：包括微处理器、电机驱动器等，用于处理传感器信息并控制车辆运行；（3）电源模块：为车辆提供稳定的电源供应。

2. 软件架构：（1）感知层：通过传感器模块获取环境信息，包括电磁信号和图像信息；（2）处理层：对感知到的信息进行处理和分析，提取出有用的信息；（3）决策层：根据处理层的结果，制定出合适的行驶策略；（4）执行层：根据决策层的指令，控制车辆的行驶。

四、关键技术与算法设计1. 电磁信号感知与处理：通过电磁传感器获取环境中的电磁信号，经过信号处理与滤波，提取出有用的信息，如路径边界、障碍物等。

2. 路径识别与规划：结合电磁信号和图像信息，通过算法识别出路径，并规划出最优行驶路线。

3. 决策与控制：根据路径识别与规划的结果，制定出合适的行驶策略，并通过控制模块控制车辆的行驶。

4. 导航与避障：在行驶过程中，通过电磁信号和图像信息的实时感知，实现导航和避障功能。

五、实验与测试为验证设计的有效性，进行了实验与测试。

首先在模拟环境中进行实验，测试电磁信号的感知与处理效果，以及路径识别与规划的准确性。

然后在真实环境中进行测试，验证车辆在复杂环境中的稳定性和可靠性。

《基于电磁信号的智能寻迹车设计》范文

《基于电磁信号的智能寻迹车设计》篇一一、引言随着科技的发展和智能设备的普及，自动驾驶技术在各行各业中逐渐展现出巨大的潜力和优势。

其中，基于电磁信号的智能寻迹车作为一种新兴的智能交通方式，已经在多个领域中发挥着重要作用。

本文将介绍一种基于电磁信号的智能寻迹车设计，通过详细分析其设计原理、实现方法及技术特点，展示其在应用中的优势。

二、设计原理基于电磁信号的智能寻迹车设计主要依靠电磁传感器进行道路导航。

其设计原理是通过在道路上铺设带有特定频率电磁信号的导线，智能寻迹车通过电磁传感器接收这些信号，并根据信号的强度和方向进行导航。

此外，该设计还结合了传感器融合技术、控制算法和电机驱动等技术，实现车辆的稳定行驶和精确寻迹。

三、实现方法1. 硬件设计：(1) 电磁传感器：用于接收道路上的电磁信号，实现车辆的导航。

(2) 控制器：负责接收传感器数据，并根据控制算法输出控制指令。

(3) 电机驱动：根据控制指令驱动电机，实现车辆的行驶和转向。

(4) 电源模块：为整个系统提供稳定的电源供应。

2. 软件设计：(1) 传感器数据融合：将电磁传感器、速度传感器等数据融合，为控制算法提供更准确的数据。

(2) 控制算法：根据传感器数据计算车辆的控制指令，实现车辆的稳定行驶和精确寻迹。

(3) 通信模块：实现车辆与上位机之间的通信，便于远程控制和监控。

四、技术特点1. 精确导航：基于电磁信号的导航方式具有较高的精确度，可实现车辆的精确寻迹。

2. 稳定性好：通过传感器融合技术和控制算法，实现车辆的稳定行驶。

3. 适用范围广：该设计适用于多种道路类型和环境条件，具有较强的适应性。

4. 智能化程度高：通过远程控制和监控，实现车辆的智能化管理。

5. 环保节能：相比传统车辆，该设计具有较低的能耗和排放，符合环保要求。

五、应用优势1. 提高工作效率：智能寻迹车可在特定环境中自动行驶，减少人工干预，提高工作效率。

2. 降低运营成本：通过远程控制和监控，实现车辆的智能化管理，降低运营成本。

基于电磁传感器的智能车自主寻迹系统的设计(修改)

基于电磁传感器的智能车自主寻迹系统的设计师克王洪军李永科（军械工程学院光学与电子工程系，河北石家庄 050003）摘要：第五届全国大学生“飞思卡尔”杯智能竞速车竞赛增加了基于电磁信号的智能车路径识别方式。

本文主要介绍基于电磁检测传感器的能够自主识别道路的智能车，使其能够按照沿通有频率为20kHz,幅度为100mA交流电的导引线预先规定的路线行进。

关键词：飞思卡尔、电磁感应定律、LC选频放大电路、二极管检波The Design of System of Independent Search of Track Based on Electromagnetic Sensors SmartcarShi ke Wang Hong-jun Li Yong-ke(Optical and Electronic Engineering Department)Abstract: The way that recognise the path used electromagnetic signal is added in the fifths competition of freescale. One smartcar who can independently recognise the path by the electromagnetic sensors is described in this paper. This car can run along the wire which have alternating current of 20kHz and 100mA.Key words: freescale; Law of electromagnetic induction; LC selective frequency amplifier circuit; diode detector.0 引言“飞思卡尔”智能竞速车竞赛是教育部为了加强大学生能力和团队精神的培养而倡导举办的全国大学生科技竞赛。

基于电磁场检测的智能车设计

基于电磁场检测的智能车设计摘要介绍一种基于电磁场检测的寻线智能车设计方案,该设计硬件系统高效稳定,传感器设计简单、反应灵敏、布局合理,可以稳定采集赛道磁场信号。

舵机转向的PID算法调控和速度的闭环调控能使赛车适应各种赛道,实践证明该设计能够满足车模快速稳定运行的要求。

关键词智能车;电磁场;传感器;算法2010年第五届“飞思卡尔”杯全国大学生智能汽车竞赛新加了电磁组,电磁寻线智能车首次亮相就让我们看到了该项技术的强大潜力。

在华北赛区决赛中北京理工大学星际航行者队以24.101秒的成绩夺冠,光电组和摄像头组的第一名成绩分别为22.051秒和21.405秒。

相对具有四年技术经验积淀的光电组和摄像头组,这样的成绩已经非常不错了。

这也让我们看到了智能车技术在另一领域的应用前景。

1 设计原理竞赛车模需要能够通过自动识别赛道中心线位置处由通有100mA、20kHz 交变电流的导线所产生的电磁场进行寻线前进。

测量磁场大小的方法有很多种,差异也很大。

我们选取最简单的电磁感应磁场的磁场测量方法,用电感线圈去感应磁场并进行信号放大,从而获得磁感应强度信号。

对于无限长直电流来说,导线垂直距离r处的磁感应强度为:,当线圈垂直于跑道导线水平放置时,感应电动势反映了磁场的水平分量。

根据电磁感应公式知道感应电动势大小与(r 为线圈到导线的水平距离,h为线圈到导线的垂直距离)成正比。

根据磁场强弱与线圈位置的关系,通过合理的传感器布局可以获得车模的具体位置及运行方向等信息,从而对赛车进行控制。

可以用干簧管对永磁铁标志的起跑线位置进行检测控制赛车停止。

2 硬件设计2.1 系统整体方案设计图1如图1所示系统方案设计,赛车共包括六大模块:MC9S12XS128主控模块、传感器模块、电源模块、电机驱动模块、速度检测模块和辅助调试模块。

各模块的作用如下:MC9S12XS128主控模块,采集电磁传感器、编码器等传感器的信号,根据控制算法做出控制决策,驱动直流电机和伺服电机完成对智能车的控制。