车模转向舵机机械结构的设计

基于反射式红外传感器的光电传感器阵列的路径检测方法具有较高的可靠性与稳定性，信息更新速度快且易于单片机处理。但是它易受环境光线干扰，而且存在着检测距离近的问题，硬件电路复杂。为了获得远方的信息需要将传感器伸得尽可能远，从而增加了车体高速行驶时的转动惯量，限制了智能车的最高速度。

基于黑白面阵CCD传感器的路径检测方法具有以上两种方案的所有优点，同时面阵CCD输出的是复合视频信号，采集到的信息将是前方整个一幅图像。利用S12单片机内部的A/D转换器，并配合从视频信号分离出的同步信号，该单片机可以直接将图像信号采集到其内部的RAM中，然后通过软件对图像信息进行处理。这样不仅可以识别道路的中心位置，同时还可以得到赛路的方向、赛道的曲率等信息。这样可以有效地对车模进行运动控制，提高车模路径跟踪速度和运行速度。但是面阵CCD的延迟比较大（20ms），因此对信息的采集和处理有一定的约束。

综合以上分析，为了更多的获得路况信息和取得大的前瞻，本设计选择黑白面阵CCD传感器方式，并对其进行了改进。

循迹是指模型车在白色地板上循黑线行走，通常采取的方法是通过光点传感器探测的方法。本设计采用的是黑白面阵CCD摄像头传感器。实际上对于模型车的控制并不要求分辨率很高的摄像头，相反分辨率低一些的图像更有利于减少存储所用的空间，加快单片机进行图像处理的速度，而且可以获得足够的有用信息来控制小车。CCD摄像头输出信号是标准的视频复合信号，一路信号利用同步信号分离芯片LM1881将其分离，然后输入给单片机的I/O口，另一路信号直接输入到二值化比较器，将模拟视频信号进行二值化后输入单片机的I/O 口。通过软件的分析与处理，并采取相应的控制算法，控制单片机输出相应的PWM信号来控制舵机和电

车模转向舵机机械结构的设计

转向系统在车辆运行过程中有着非常重要的作用，合适的前桥调整参数可以保证在车辆直线行驶过程中不会跑偏，即保证车辆行驶的方向稳定性；而在车辆转向后，合适的前桥可以使得车辆自行回到直线行驶状态，即具有好的回正性。基于这个原因，前桥参数调整及转向系统优化设计必然会成为智能车设

计中机械结构部分的重点，在实际操作中，我们通过理论预测进行方案的可行性分析，然后做出实际结构以验证理论数据。

另外，在模型车制作过程中，除了遇到“如何得到良好的方向稳定性”的问题外，还要考虑如何尽快实现转向。而由于功率是速度与力矩乘积的函数，追求速度，必然会使力矩减小，因此设计时就要考虑到舵机的动力与来自地面的摩擦阻力间的关系，避免因舵机力量太小使得车辆无法转向的情况发生。经过最后的参数比较，为了解决以上问题，我们希望通过设计一些可调整的机构，加上实际测算，最后得出一套可以稳定、高效工作的参数及机构。

图2.2 改进后的舵机转向机构及安装图

在最终设计的这套机构中，我们综合考虑了速度与扭矩间的关系，尽量减小舵机的负荷，并根据模型车底盘的具体结构，简化了安装方式，实现了预期目标，不过该机构仍存在自身重量太大的问题，我们将在以后的调试过程中逐渐改进。