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1、2010瑞萨超级MCU模型车大赛技术讲座 软件具体实现,主讲人：华中科技大学智能车队 何国庆,主讲人简介：,何国庆，男，1990年10月1日出生。华中科技大学控制科学与工程系2007级本科生。2009年第三届瑞萨超级MCU模型车大赛A组亚军队成员，表演赛第一名，并创造了21.14s的大赛最快成绩。,比赛照片：,主讲内容：,总体上分为：核心控制算法(全局流程控制)、辅助处理算法、调试方法等。 细节上包括：函数调度、直道弯道处理、直角弯换道识别与处理、坡道处理、过渡过程处理、稳定性调试、角度与速度调试等。,软件需求分析(一)：,洞悉赛制，有的放矢 决赛赛道 赛道组成：直道、弯道、直角弯、换道、坡道
2、组成,软件需求分析(二)：,知彼知己，百战不殆 赛车特点：8位数字传感器、四轮驱动、数字舵 机、H8/3048FONE芯片等,参赛赛车,软件构架选择：,操作系统 VS 状态转换机 考虑前期时间投入，以及实时控制的要求，舍操作系统而取状态转换机。,软件实现部分：,控制流程图,核心控制部分：,(一)直道、弯道处理 作为一般的循线模式，根据偏移量计算得出白线和传感器中部的偏差，由小到大依次增加转向角度，降低行驶速度。偏差足够大时将进入弯道模式处理。,(一)直道、弯道处理 比赛弯道分为R450和R600两种，两种不同的弯道上运行时不一样的，由于曲率半径的不同导致差速不同和循线角度的不同。 处理时用到了
3、8个数字传感器，假设初始状态为0000 0000。在非特殊赛道时，当出现0000 0010、0000 0111、0000 0011、0000 0001等则认为进入了右弯道，左弯道与之对称。弯道时当出现000* 1*00时，则回归直道。,核心控制部分：,程序示例：,(二)直角弯处理,核心控制部分：,1.直角弯标志的识别2.直角转弯过程处理,程序示例：,程序示例：,直角弯处理示例,(三)换道处理,核心控制部分：,1.换道标志的识别2.换道过程处理,程序示例：,(四)坡道处理 车速很高+坡道是弯道+不特殊处理 小车会冲出赛道。 解决办法：坡道检测、 适当限速,核心控制部分：,所谓过渡处理，即是在不同
4、的赛道类型间进行特殊的处理。因为随着小车的速度提高，调试发现在不同的赛道间转换时由于小车姿态很难及时调整好，所以在赛道切换后会出现各种各样的问题。 过渡处理包括：左右弯道间(即s弯)的短直道过渡、直道与坡道间的过渡、直角弯换道后与直道的过渡。,过渡处理部分：,1. 落地保护 2. 遥控控制 3. 距离保护 4. 电压监控 .,辅助部分：,(一)角度调试,调试过程：,1.舵机参数的测试 2.依结构的理论计算 3.实际的调试校正,(一)角度调试,调试过程：,调试结果示例,(二)速度调试 电机性能参数测试 速度与PWM的测试 差速的调整,调试过程：,测试过程示例,(二)速度调试 速度与PWM的测试,
5、测试结果示例,由于转向角度已知，前后轮间距W 是不变的：rA = W / tan()。那么r1 和r3 和rA 仅仅相差半个后轮间距T，于是： r1 = rA T / 2 ，r3 = rA + T / 2。,(二)速度调试 差速的调整,差速程序示例,不同速度阶段可能会出现不同的问题。在以前的调试中发现，高速时小车稳定性变差，具体原因包括： 1、弯道上赛道摩擦力并不够； 2、四个轮子所给的差速有问题； 3、角度给的不匹配； 4 、弯道时速度忽加忽减； ,(三)稳定性调试,对应解决办法： 1、改进小车的机械结构(降低重心等)，更 换防滑胶带； 2、在理论差速基础上微调 3、考虑角度与速度的耦合关系 4、考虑变换速度控制策略，PID控制、电 压控制、Bang-bang控制等等 . 调车无难事，只要肯思考,(三)稳定性调试,谢 谢 欢迎大家相互交流！,
