电磁导航式智能车控制系统研究
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收稿日期 ： ２ ０ １ ２－０ ９－０ ４
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电磁导航式智能车控制系统研究
智能工程
因 此 对 前 后 级 电 路 起 到 缓 冲 隔 离 作 用。 低阻状态 ， 后级运算放大器起 到 电 压 放 大 作 用 后 ， 驱动发光二 级管 ， 根据发光二极 管 的 亮 度 指 示 传 感 器 检 测 交 流 磁场的强弱 。
１ 检 测 模块 硬 件 设计
智 能车 对 起始 线 的 检测 采 用 干 簧 管 串联 方 式， 使用串联方式可以 提 高 检 测 精 度 和 灵 敏 度 ， 易于实 现干簧管的对称布置 。 道路引线检测传感器的驱动 电压和转向舵机 的 驱 动 电 压 都 为 ５ Ｖ， 直流电机电 压（ 电 池 两 端 电 压） 为 ７． ２ Ｖ。 采 用 ７ ８ ０ ５， ７ ８ ０ ６或 ２ ９ ４ ０ 稳压芯片 。 电机 驱 动 芯 片 采 用 Ｂ Ｔ Ｓ ７ ９ ６ ０， ２片 同时使用 ， 用于控制电机的正反转 。 智能车导航采用 的 是 ２ ０ｋ Ｈ ｚ不 断 变 化 的 正 弦 该电磁 波 属 于 甚 低 频 电 磁 波 。 采 用 电 磁 感 交流电 ， 应线圈方案 ， 其原 理 简 单 、 价 格 便 宜、 频率响应快和 电路实现简单 。 放大电路采 用 Ｌ 弱 Ｃ 震 荡 电 路 检 测 交 变 磁 场， 信号经放大电路放大 ， 再经检波电路的检波 ， 得到直 ／ 流信号传输给单片机 Ａ 如图 １ 所 Ｄ 模块进行转换 ， 示 。 探头采集到的 信 号 为 毫 伏 级 正 弦 信 号 ， 因此要 ／ 对其放大整流 。 由 于 微 处 理 器 Ａ Ｄ 接口采样电压 范围为 ０～５Ｖ， 取放大倍数为１ ０ ０。 该 电 路 前 一 级 对后级电路呈 运算放大器对前级 电 路 呈 高 阻 状 态 ，
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Ｉ Ｂ＝μ ４ ｒ π
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并且磁力线的方向垂直于导线平面以导线为轴 的一系列同心圆 。 同一圆上的磁感应强度相同 。 在水平面 内 取 与 导 线 垂 直 于 探 头 的 方 向 为 Ｘ 方向 ， 与 导 线 平 行 的 方 向 为Ｙ 方 向， 竖直方向为 Ｚ 方向 ， 在同一高度情 况 对 水 平 位 置 信 号 进 行 测 试 得 出如下结论
以“ 飞思 卡 尔 智 能 车” 电磁组比赛中的磁 摘要 ： 导 航方 式的电 磁 信 号 为 研 究 和 分 析 对 象 ， 对电感线 圈 和 运 算 放 大器 等 元 器件的 选择 和电 路 设计方 面 作 了 详细 论 述 ； 重点 分 析 传 感 器 的 布 置 方 式 对 检 测 精 度 的影响 ， 提出 了 一 种 “ 分 段 插 值 标 号” 的方向控制 方案。 关键词 ： 智能车 ； 传感器 ； 电磁导航 ； 分段插值 中图分类号 ： Ｔ Ｐ ２ ４ ２． ６ 文献标识码 ： Ａ （ ） 文章编号 ： １ ０ ０ １－２ ２ ５ ７ ２ ０ １ ３ ０ ２－０ ０ ７ ８－０ ３ ： Ａ ｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ Ｗ ｉ ｔ ｈ“ ｔ ｈ ｅ Ｆ ｒ ｅ ｅ ｓ ｃ ａ ｌ ｅ ｃ ｕ ｉ ｎ ｔ ｅ ｌ ｌ ｉ ｅ ｎ ｔ ｐ ｇ ” ｃ ａ ｒ ｒ ａ ｃ ｉ ｎ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｍ ａ ｎ ｅ ｔ ｉ ｃ ｎ ａ ｖ ｉ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｉ ｎ ｔ ｅ ｌ － ｇ ｇ ｇ ’ ｌ ｉ ｅ ｎ ｔ ｃ ａ ｒ ｓ ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｍ ａ ｎ ｅ ｔ ｉ ｃ ｓ ｉ ｎ ａ ｌ ａ ｓ ｔ ｈ ｅ ｒ ｅ ｓ ｅ ａ ｒ ｃ ｈ ｇ ｇ ｇ ｓ ｔ ｕ ｄ ｏ ｂ ｅ ｃ ｔ ． Ｔ ｈ ｅ ｉ ｎ ｄ ｕ ｃ ｔ ａ ｎ ｃ ｅ ｃ ｏ ｉ ｌ ａ ｎ ｄ ｏ ｅ ｒ ａ ａ ｎ ｄ － ｙ ｊ ｐ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｌ ａ ｍ ｌ ｉ ｆ ｉ ｅ ｒ ｃ ｏ ｍ ｏ ｎ ｅ ｎ ｔ ｓ ｓ ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｎ ｄ ｃ ｉ ｒ ｃ ｕ ｉ ｔ ｐ ｐ ； ｄ ｅ ｓ ｉ ｎ ｉ ｓ ｄ ｉ ｓ ｃ ｕ ｓ ｓ ｅ ｄ ｉ ｎ ｄ ｅ ｔ ａ ｉ ｌｔ ｈ ｅ ｓ ｅ ｎ ｓ ｏ ｒ ｌ ａ ｏ ｕ ｔ ｇ ｙ ｍ ｅ ｔ ｈ ｏ ｄ ｓ ｏ ｎ ｔ ｈ ｅ ｉ ｎ ｆ ｌ ｕ ｅ ｎ ｃ ｅ ｔ ｏ ｔ ｈ ｅ ｒ ｅ ｃ ｉ ｓ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ ｄ ｅ ｔ ｅ ｃ － ｐ ， “ ｔ ｉ ｏ ｎ ｉ ｓ ｅ ｓ ｓ ｅ ｎ ｔ ｉ ａ ｌ ａ ｎ ａ ｌ ｚ ｅ ｄａ ｋ ｉ ｎ ｄ ｏ ｆ ｐ ｉ ｅ ｃ ｅ ｗ ｉ ｓ ｅ ｉ ｎ － ｙ ”ｄ ｔ ｅ ｒ ｏ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｌ ａ ｂ ｅ ｌ ｉ ｒ ｅ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ｃ ｏ ｎ ｔ ｒ ｏ ｌ ｓ ｃ ｈ ｅ ｍ ｅ ｉ ｓ ｕ ｔ ｐ ｐ ｆ ｏ ｒ ｗ ａ ｒ ｄ ． ： ； ； Ｋ ｅ ｗ ｏ ｒ ｄ ｓ ｉ ｎ ｔ ｅ ｌ ｌ ｉ ｅ ｎ ｔ ｃ ａ ｒ ｓ ｅ ｎ ｓ ｏ ｒ ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｍ ａ － ｇ ｇ ｙ ； ｎ ｅ ｔ ｉ ｃ ｎ ａ ｖ ｉ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｉ ｅ ｃ ｅ ｗ ｉ ｓ ｅ ｉ ｎ ｔ ｅ ｒ ｏ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｇ ｐ ｐ
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检测引导线与车体 的 相 对 位 置 ， 传感器模块设计了 使基本检测单元均匀分布在车 ６个 基 本 检 测 单 元， 体的前方成一字排布 。 电磁导航技术相对于图像检 测方式和光电检测方式而言 ， 具有抗干扰能力强 、 精 度和可靠性高的特点 。 传感器输出信号为连续的模 拟信号 ， 易于实现智能车巡线的精确控制 ， 更有益于 增进高校学生对智能车的研究与探索 。 通过传感器检测信号值的大小 ， 并进行比较 ， 判 最后通过一系列算法得出其精 断引线的初步位置 ， 确位置 。 建立智能 车 自 动 循 线 控 制 系 统 ， 使其具备 自动识别 、 自动循线和车速自动调整等功能 。
［ ２］
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。
如 图２所 示 ， 导线周围磁场的强弱为一左右对
图 ２ 线圈轴线 （ 信号 Ｘ 轴） 《 （ ） 机械与电子 》 ２ ０ １ ３ ２
图 ３ 实测数据曲线
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电磁导航式智能车控制系统研究
２ 传 感 器 布 局方 式
２． １ 传感器布局方式设计 由于导线周围的磁场分布为
［ １］
／ 导 线 位 置 在 ０～３ ０。 因此 ， ０ｃ ｍ 之 间 变 化 时， Ａ Ｄ 采 样信号差值与探头中心距导线距离为单调 函 数 。
／ 表 １ Ａ Ｄ 采样后信号差值实测数据
探头中心与 导线间距离 （ ｃ ｍ） ／ Ｄ 采样后 Ａ 信号差值 （ ｍＶ） 探头中心与 导线间距离 （ ｃ ｍ） ／ Ａ Ｄ 采样后 信号差值 （ ｍＶ） 探头中心与 导线间距离 （ ｃ ｍ） ／ Ｄ 采样后 Ａ 信号差值 （ ｍＶ） 探头中心与 导线间距离 （ ｃ ｍ） ／ Ａ Ｄ 采样后 信号差值 （ ｍＶ） －９ －１ ８ －７ －６ －５
：
Ｂ＝
Ｉ ０ μ ｓ ｉ ｎ ｄ θ θ θ ｒ π ２４ 由此得 ：
∫
θ １
－５ ２
－５ ９
－６ ２
－６ ０
－６ ０
Ｉ ０ Ｂ＝μ （ ｃ ｏ ｓ ｏ ｓ θ θ １ －ｃ ２） ４ ｒ π
， ， 对于无限长直流来 说 ， 上 式 中θ 则 θ ２ ＝０ １ ＝π 有：
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０
Байду номын сангаас
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《 （ ） 机械与电子 》 ２ ０ １ ３ ２
０ 引言
全国大学生智能汽车竞赛以汽车自动导航技术 采 用 ＭＣ 为背景 ， ９ Ｓ Ｘ Ｓ １ ２ ８微控制器作为核心控制 模块 ， 主要针对电磁 导 航 方 式 中 道 路 检 测 传 感 器 模 块的设计 ， 以及软件去除零点漂移方法进行讨论 ； 为
／ 由此 ， 利用 Ａ Ｄ 采样后信号差值大小确定赛道中线 位置 ， 起到导航作用 。
和精确性 。 采用此控 制 算 法 在 第 六 届 “ 全国大学生 智能车大赛 ” 中 获 得 西 部 赛 区 决 赛 二 等 奖。但 该 方 案还有改进之处 ， 比如软件算法分段插值可以改为 也可以增加道路情况预判策略 。 连续性控制方案 ， 参考文献 ：
， ， ） ２． Ｓ ｃ ｈ ｏ ｏ ｌ Ｍ ｅ ｃ ｈ ａ ｎ ｉ ｃ ａ ｌ Ｅ ｎ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ Ａ ｎ ｈ ｕ ｉ Ｕ ｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｏ ｆ Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ ａ ｎ ｄ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ Ｈ ｕ ａ ｉ ｎ ａ ｎ ２ ３ ２ ０ ０ １， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ｇ ｇ ｙ ｇ ｙ
３］ 。 角的大小 ， 使智能车在预定轨道行驶 ［
２． ２ 数据分析 由表 １ 和 图 ３ 可 知 ， 当导线处于两传感器中央 ／ 时， 为 ０； 当将导线往左 Ａ Ｄ 采样信号差值 （ Ｅ ｄ 值） 移时 ， 当 将 导 线 往 右 移 时， Ｅ ｄ 值 小 于 ０； Ｅ ｄ 值大于
图 １ 信号检测系统的电路
称图 像 ， 因 此 可 用 Ｘ 方 向 调 整 车 体 的 位 置， 调整转 向舵机角度的大小 。 传感 器 与 赛 道 水 平 垂 直 放 置 ， 并且均匀分布于 赛道前端 。 均布放置可以使得每个传感器检测过程 并且通过传感器的值不同 ， 得到 中都能检测到数据 ， 导线的初步位置 ， 然后将数据传入微处理器 ， 通过进 从而控制舵机转 一步分析得出道路 中 心 精 确 位 置 ，
［ ］ 马 旭， 卓 晴． 基于电磁场检测的寻线智能 １ 张昊飏 ， ］ （ ） ： 车设计 ［ 电子产品世界 ， Ｊ ． ２ ０ ０ ９， １ ６ １ １ １ ５ ２－１ ５ ５． ［ ］ 马 旭， 卓 晴． 基于磁场检测的寻线小车传 ２ 李仕伯 ， ］ ： 感器布局研究 ［ 电 子 产 品 世 界， Ｊ ． ２ ０ ０ ９， １ ６（ １ ２） ４ １－ ４ ４． ［ ］ ］ 王荣本 ． 智能车辆导航控制 技 术 ［ 吉林大学 ３ Ｊ ． 马 蕾， （ ） ： 学报 ， ２ ０ ０ ４， ３ ４ ４ ５ ８ ２－５ ８ ６． ［ ］ 数字 信 号 处 理 ４ 胡广书 ． 理 论、 算法与实现［ 北 Ｍ］ ． 清华大学出版社 ， 京： １ ９ ９ ７．
智能工程
电磁导航式智能车控制系统研究
侯代坡１ ， 孔琳琳２ ， 王 烁１ ， 杨 成１ ， 韩致信１ （ ） 兰 州理工大 学 机电工程 学 院 ， 甘肃 兰 州 ７ 安 徽 理工大 学 机 械 工程 学 院 ， 安徽 淮南 ２ １． ３ ０ ０ ５ ０； ２． ３ ２ ０ ０ １
Ｓ ｔ ｒ ｕ ｃ ｔ ｕ ｒ ｅ Ｓ ｔ ｕ ｄ ｏ ｎ Ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｍ ａ ｎ ｅ ｔ ｉ ｃ Ｎ ａ ｖ ｉ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ Ｉ ｎ ｔ ｅ ｌ ｌ ｉ ｅ ｎ ｔ Ｖ ｅ ｈ ｉ ｃ ｌ ｅ Ｄ ｅ ｔ ｅ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｎ ｄ ｙ ｇ ｇ ｇ Ｃ ｏ ｎ ｔ ｒ ｏ ｌ Ｓ ｓ ｔ ｅ ｍ ｙ
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电磁导航式智能车控制系统研究
智能工程
因 此 对 前 后 级 电 路 起 到 缓 冲 隔 离 作 用。 低阻状态 ， 后级运算放大器起 到 电 压 放 大 作 用 后 ， 驱动发光二 级管 ， 根据发光二极 管 的 亮 度 指 示 传 感 器 检 测 交 流 磁场的强弱 。
１ 检 测 模块 硬 件 设计
智 能车 对 起始 线 的 检测 采 用 干 簧 管 串联 方 式， 使用串联方式可以 提 高 检 测 精 度 和 灵 敏 度 ， 易于实 现干簧管的对称布置 。 道路引线检测传感器的驱动 电压和转向舵机 的 驱 动 电 压 都 为 ５ Ｖ， 直流电机电 压（ 电 池 两 端 电 压） 为 ７． ２ Ｖ。 采 用 ７ ８ ０ ５， ７ ８ ０ ６或 ２ ９ ４ ０ 稳压芯片 。 电机 驱 动 芯 片 采 用 Ｂ Ｔ Ｓ ７ ９ ６ ０， ２片 同时使用 ， 用于控制电机的正反转 。 智能车导航采用 的 是 ２ ０ｋ Ｈ ｚ不 断 变 化 的 正 弦 该电磁 波 属 于 甚 低 频 电 磁 波 。 采 用 电 磁 感 交流电 ， 应线圈方案 ， 其原 理 简 单 、 价 格 便 宜、 频率响应快和 电路实现简单 。 放大电路采 用 Ｌ 弱 Ｃ 震 荡 电 路 检 测 交 变 磁 场， 信号经放大电路放大 ， 再经检波电路的检波 ， 得到直 ／ 流信号传输给单片机 Ａ 如图 １ 所 Ｄ 模块进行转换 ， 示 。 探头采集到的 信 号 为 毫 伏 级 正 弦 信 号 ， 因此要 ／ 对其放大整流 。 由 于 微 处 理 器 Ａ Ｄ 接口采样电压 范围为 ０～５Ｖ， 取放大倍数为１ ０ ０。 该 电 路 前 一 级 对后级电路呈 运算放大器对前级 电 路 呈 高 阻 状 态 ，
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Ｉ Ｂ＝μ ４ ｒ π
０
１
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并且磁力线的方向垂直于导线平面以导线为轴 的一系列同心圆 。 同一圆上的磁感应强度相同 。 在水平面 内 取 与 导 线 垂 直 于 探 头 的 方 向 为 Ｘ 方向 ， 与 导 线 平 行 的 方 向 为Ｙ 方 向， 竖直方向为 Ｚ 方向 ， 在同一高度情 况 对 水 平 位 置 信 号 进 行 测 试 得 出如下结论
以“ 飞思 卡 尔 智 能 车” 电磁组比赛中的磁 摘要 ： 导 航方 式的电 磁 信 号 为 研 究 和 分 析 对 象 ， 对电感线 圈 和 运 算 放 大器 等 元 器件的 选择 和电 路 设计方 面 作 了 详细 论 述 ； 重点 分 析 传 感 器 的 布 置 方 式 对 检 测 精 度 的影响 ， 提出 了 一 种 “ 分 段 插 值 标 号” 的方向控制 方案。 关键词 ： 智能车 ； 传感器 ； 电磁导航 ； 分段插值 中图分类号 ： Ｔ Ｐ ２ ４ ２． ６ 文献标识码 ： Ａ （ ） 文章编号 ： １ ０ ０ １－２ ２ ５ ７ ２ ０ １ ３ ０ ２－０ ０ ７ ８－０ ３ ： Ａ ｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ Ｗ ｉ ｔ ｈ“ ｔ ｈ ｅ Ｆ ｒ ｅ ｅ ｓ ｃ ａ ｌ ｅ ｃ ｕ ｉ ｎ ｔ ｅ ｌ ｌ ｉ ｅ ｎ ｔ ｐ ｇ ” ｃ ａ ｒ ｒ ａ ｃ ｉ ｎ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｍ ａ ｎ ｅ ｔ ｉ ｃ ｎ ａ ｖ ｉ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｉ ｎ ｔ ｅ ｌ － ｇ ｇ ｇ ’ ｌ ｉ ｅ ｎ ｔ ｃ ａ ｒ ｓ ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｍ ａ ｎ ｅ ｔ ｉ ｃ ｓ ｉ ｎ ａ ｌ ａ ｓ ｔ ｈ ｅ ｒ ｅ ｓ ｅ ａ ｒ ｃ ｈ ｇ ｇ ｇ ｓ ｔ ｕ ｄ ｏ ｂ ｅ ｃ ｔ ． Ｔ ｈ ｅ ｉ ｎ ｄ ｕ ｃ ｔ ａ ｎ ｃ ｅ ｃ ｏ ｉ ｌ ａ ｎ ｄ ｏ ｅ ｒ ａ ａ ｎ ｄ － ｙ ｊ ｐ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｌ ａ ｍ ｌ ｉ ｆ ｉ ｅ ｒ ｃ ｏ ｍ ｏ ｎ ｅ ｎ ｔ ｓ ｓ ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｎ ｄ ｃ ｉ ｒ ｃ ｕ ｉ ｔ ｐ ｐ ； ｄ ｅ ｓ ｉ ｎ ｉ ｓ ｄ ｉ ｓ ｃ ｕ ｓ ｓ ｅ ｄ ｉ ｎ ｄ ｅ ｔ ａ ｉ ｌｔ ｈ ｅ ｓ ｅ ｎ ｓ ｏ ｒ ｌ ａ ｏ ｕ ｔ ｇ ｙ ｍ ｅ ｔ ｈ ｏ ｄ ｓ ｏ ｎ ｔ ｈ ｅ ｉ ｎ ｆ ｌ ｕ ｅ ｎ ｃ ｅ ｔ ｏ ｔ ｈ ｅ ｒ ｅ ｃ ｉ ｓ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ ｄ ｅ ｔ ｅ ｃ － ｐ ， “ ｔ ｉ ｏ ｎ ｉ ｓ ｅ ｓ ｓ ｅ ｎ ｔ ｉ ａ ｌ ａ ｎ ａ ｌ ｚ ｅ ｄａ ｋ ｉ ｎ ｄ ｏ ｆ ｐ ｉ ｅ ｃ ｅ ｗ ｉ ｓ ｅ ｉ ｎ － ｙ ”ｄ ｔ ｅ ｒ ｏ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｌ ａ ｂ ｅ ｌ ｉ ｒ ｅ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ｃ ｏ ｎ ｔ ｒ ｏ ｌ ｓ ｃ ｈ ｅ ｍ ｅ ｉ ｓ ｕ ｔ ｐ ｐ ｆ ｏ ｒ ｗ ａ ｒ ｄ ． ： ； ； Ｋ ｅ ｗ ｏ ｒ ｄ ｓ ｉ ｎ ｔ ｅ ｌ ｌ ｉ ｅ ｎ ｔ ｃ ａ ｒ ｓ ｅ ｎ ｓ ｏ ｒ ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｍ ａ － ｇ ｇ ｙ ； ｎ ｅ ｔ ｉ ｃ ｎ ａ ｖ ｉ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｉ ｅ ｃ ｅ ｗ ｉ ｓ ｅ ｉ ｎ ｔ ｅ ｒ ｏ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｇ ｐ ｐ
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检测引导线与车体 的 相 对 位 置 ， 传感器模块设计了 使基本检测单元均匀分布在车 ６个 基 本 检 测 单 元， 体的前方成一字排布 。 电磁导航技术相对于图像检 测方式和光电检测方式而言 ， 具有抗干扰能力强 、 精 度和可靠性高的特点 。 传感器输出信号为连续的模 拟信号 ， 易于实现智能车巡线的精确控制 ， 更有益于 增进高校学生对智能车的研究与探索 。 通过传感器检测信号值的大小 ， 并进行比较 ， 判 最后通过一系列算法得出其精 断引线的初步位置 ， 确位置 。 建立智能 车 自 动 循 线 控 制 系 统 ， 使其具备 自动识别 、 自动循线和车速自动调整等功能 。
［ ２］
５
１ ７
２ ７
３ ５
４ ６
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８
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４ ８
４ ４
３ ６
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。
如 图２所 示 ， 导线周围磁场的强弱为一左右对
图 ２ 线圈轴线 （ 信号 Ｘ 轴） 《 （ ） 机械与电子 》 ２ ０ １ ３ ２
图 ３ 实测数据曲线
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电磁导航式智能车控制系统研究
２ 传 感 器 布 局方 式
２． １ 传感器布局方式设计 由于导线周围的磁场分布为
［ １］
／ 导 线 位 置 在 ０～３ ０。 因此 ， ０ｃ ｍ 之 间 变 化 时， Ａ Ｄ 采 样信号差值与探头中心距导线距离为单调 函 数 。
／ 表 １ Ａ Ｄ 采样后信号差值实测数据
探头中心与 导线间距离 （ ｃ ｍ） ／ Ｄ 采样后 Ａ 信号差值 （ ｍＶ） 探头中心与 导线间距离 （ ｃ ｍ） ／ Ａ Ｄ 采样后 信号差值 （ ｍＶ） 探头中心与 导线间距离 （ ｃ ｍ） ／ Ｄ 采样后 Ａ 信号差值 （ ｍＶ） 探头中心与 导线间距离 （ ｃ ｍ） ／ Ａ Ｄ 采样后 信号差值 （ ｍＶ） －９ －１ ８ －７ －６ －５
：
Ｂ＝
Ｉ ０ μ ｓ ｉ ｎ ｄ θ θ θ ｒ π ２４ 由此得 ：
∫
θ １
－５ ２
－５ ９
－６ ２
－６ ０
－６ ０
Ｉ ０ Ｂ＝μ （ ｃ ｏ ｓ ｏ ｓ θ θ １ －ｃ ２） ４ ｒ π
， ， 对于无限长直流来 说 ， 上 式 中θ 则 θ ２ ＝０ １ ＝π 有：
－４
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《 （ ） 机械与电子 》 ２ ０ １ ３ ２
０ 引言
全国大学生智能汽车竞赛以汽车自动导航技术 采 用 ＭＣ 为背景 ， ９ Ｓ Ｘ Ｓ １ ２ ８微控制器作为核心控制 模块 ， 主要针对电磁 导 航 方 式 中 道 路 检 测 传 感 器 模 块的设计 ， 以及软件去除零点漂移方法进行讨论 ； 为
／ 由此 ， 利用 Ａ Ｄ 采样后信号差值大小确定赛道中线 位置 ， 起到导航作用 。
和精确性 。 采用此控 制 算 法 在 第 六 届 “ 全国大学生 智能车大赛 ” 中 获 得 西 部 赛 区 决 赛 二 等 奖。但 该 方 案还有改进之处 ， 比如软件算法分段插值可以改为 也可以增加道路情况预判策略 。 连续性控制方案 ， 参考文献 ：
， ， ） ２． Ｓ ｃ ｈ ｏ ｏ ｌ Ｍ ｅ ｃ ｈ ａ ｎ ｉ ｃ ａ ｌ Ｅ ｎ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ Ａ ｎ ｈ ｕ ｉ Ｕ ｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｏ ｆ Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ ａ ｎ ｄ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ Ｈ ｕ ａ ｉ ｎ ａ ｎ ２ ３ ２ ０ ０ １， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ｇ ｇ ｙ ｇ ｙ
３］ 。 角的大小 ， 使智能车在预定轨道行驶 ［
２． ２ 数据分析 由表 １ 和 图 ３ 可 知 ， 当导线处于两传感器中央 ／ 时， 为 ０； 当将导线往左 Ａ Ｄ 采样信号差值 （ Ｅ ｄ 值） 移时 ， 当 将 导 线 往 右 移 时， Ｅ ｄ 值 小 于 ０； Ｅ ｄ 值大于
图 １ 信号检测系统的电路
称图 像 ， 因 此 可 用 Ｘ 方 向 调 整 车 体 的 位 置， 调整转 向舵机角度的大小 。 传感 器 与 赛 道 水 平 垂 直 放 置 ， 并且均匀分布于 赛道前端 。 均布放置可以使得每个传感器检测过程 并且通过传感器的值不同 ， 得到 中都能检测到数据 ， 导线的初步位置 ， 然后将数据传入微处理器 ， 通过进 从而控制舵机转 一步分析得出道路 中 心 精 确 位 置 ，
［ ］ 马 旭， 卓 晴． 基于电磁场检测的寻线智能 １ 张昊飏 ， ］ （ ） ： 车设计 ［ 电子产品世界 ， Ｊ ． ２ ０ ０ ９， １ ６ １ １ １ ５ ２－１ ５ ５． ［ ］ 马 旭， 卓 晴． 基于磁场检测的寻线小车传 ２ 李仕伯 ， ］ ： 感器布局研究 ［ 电 子 产 品 世 界， Ｊ ． ２ ０ ０ ９， １ ６（ １ ２） ４ １－ ４ ４． ［ ］ ］ 王荣本 ． 智能车辆导航控制 技 术 ［ 吉林大学 ３ Ｊ ． 马 蕾， （ ） ： 学报 ， ２ ０ ０ ４， ３ ４ ４ ５ ８ ２－５ ８ ６． ［ ］ 数字 信 号 处 理 ４ 胡广书 ． 理 论、 算法与实现［ 北 Ｍ］ ． 清华大学出版社 ， 京： １ ９ ９ ７．
智能工程
电磁导航式智能车控制系统研究
侯代坡１ ， 孔琳琳２ ， 王 烁１ ， 杨 成１ ， 韩致信１ （ ） 兰 州理工大 学 机电工程 学 院 ， 甘肃 兰 州 ７ 安 徽 理工大 学 机 械 工程 学 院 ， 安徽 淮南 ２ １． ３ ０ ０ ５ ０； ２． ３ ２ ０ ０ １
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