（河南理工大学 河南省焦作市 454000）
摘要：随着科学技术的不断发展，智能控制的应用越来越广泛，几乎渗透到所有的领域。智能车技术依托于智能控制，是未来发展的趋势。本论文是第十一届“恩智浦”杯大学生智能汽车竞赛中信标越野组的解决方案，要求设计的智能赛车能够识别确定的信标的方位并做定向运动。本论文主要包括硬件系统、软件系统等，简略地阐述了我们的设计方案。
关键词：智能控制；智能车信标越野组
1智能车系统
1.1智能车系统介绍
我们选用了动力较好的C车模，C车模的精度不是很高的。因此我们对C车模进行了一定的改造，主要使它的重量减轻和降低它的地盘高度。
为了使智能车系统更加的可靠，我们将智能车的驱动系统和主控分别设计，这样便于维护，同时可以简化电路，减少出错的概率。
传感器采用了定位眼摄像头用来采集图像和龙邱 LQ_ECM15180305_SDZ 512 线增量式编码器用来采集转速。为了方便调试，我们采用了OLED 显示屏来显示系统状态，按键来调节系统参数，同时使用蓝牙将数据发送给图像上位机从而观测动态数据。
1.3智能车的软件系统
1.3.1智能车的软件系统概述
软件是智能车的灵魂，能够实现智能车的轨迹控制。软件主要完成的功能有：
1.实现各个传感器模块的信号采集
2.算法的设计及采集数据的处理
3.输出执行命令，包括电机的控制，舵机的控制，从而控制小车的方向的速度从而完成最终的功能。
1.3.2智能车的采集的图像处理
我们使用的定位眼摄像头携带偏振片，能够滤除一定的干扰，同时我们将采集的图像进行软件二值化，设置合适的阈值，使摄像头采集的图像变成黑白图像，然后在对图像进行处理。图像处理我们使用的是加权平均值滤波，计算所用白点的坐标的加权平均值，就是灯心的坐标，因为灯的亮度是最高的。然后将灯心的坐标值返回，从而给速度控制和位置控制提供参数。使用这种方法效率很高，物理方法滤波和平均值滤波同时使用极大的减少了环境的干扰，使控制更加的精确。
1.3.3速度控制
为了让小车能更平稳的在赛道上运行，我们的速度采取增量式PID 控制算法控制。增量式PID控制算法。增量式 PID 是指数字控制器的输出只是控制量的增量Δu（k）。采用增量式算法时，输出的控制量Δu（k）对应的是本次执行机构位置的增量，而不是对应执行机构的实际位置，因此要求执行机构必须具有对控制量增量的累积功能，才能完成对被控对象的控制操作。执行机构的累积功能可以采用硬件的方法实现；也可以采用软件来实现，如利用算式 u（k）=u（k-1）+Δu（k）程序化来完成。
1.3.4方向控制
方向控制，就是舵机的控制，我们将图像处理得到的灯心坐标和我们需要的方向进行比较，使用PD控制器来控制我们的舵机。
微分具有超前作用，对于具有容量滞后的控制通道，引入微分参与控制，在微分项设置得当的情况下，对于提高系统的动态性能指标，有着显著效果。因此，对于控制通道的时间常数或容量滞后较大的场合，为了提高系统的稳定性减小动态偏差等可选用比例微分控制规律。因此在舵机的控制上我们使用了PD控制器。
2 结束语
“恩智浦”智能赛车让我们对嵌入式开发、智能控制有了简单的认识，同时锻炼了我们硬件设计，软件编程的能力。最重要的磨练了我们的品质，无数个日日夜夜的调试经历让我懂得做一个项目，一个产品的不易。
同时我也明白了未来的产品都是趋向于智能化。通过这个比赛，也更好的让我们理解这一点。
参考文献：
[1] 卓晴、黄开胜、邵贝贝等.学做智能车.北京：北京航空航天出版社，2007.
[2] 第十一届全国大学生“恩智浦”杯智能汽车竞赛秘书处，竞速比赛规则与赛 场纪律
[3]ARM Cortex M4 嵌入式系统开发实践-基于飞思卡尔 K60 系列微控制器王宜 怀王林编著
[4]谭浩强著.C 程序设计.北京：清华大学出版社.2003.
[5]杨明，宋雪峰，王宏，张钹.面向智能交通系统的图像处理[J].计算机工程与 应用.2001 年 09 期
论文作者:付海生,涂曾兵,戴宗明,王博
论文发表刊物:《电力设备》2017年第20期
论文发表时间:2017/11/15
标签：智能论文; 增量论文; 舵机论文; 执行机构论文; 灯心论文; 微分论文; 信标论文; 《电力设备》2017年第20期论文;