基于離散布置光電傳感器的連續(xù)路徑識別算法

　　(2)預(yù)標(biāo)定

　　考慮到賽道差異以及傳感器溫漂對傳感器電壓整體變化產(chǎn)生的影響，每次賽車出發(fā)前需要進行賽道預(yù)標(biāo)定，從而為下面算法路徑識別部分中的歸一化處理提供準確的歸一化基本參數(shù)。

　　在標(biāo)定過程中，賽車處于停車狀態(tài)，但傳感器及其電壓A/D轉(zhuǎn)換通道仍在工作，單片機不斷記錄讀入的電壓值。在賽道上移動賽車使其所有傳感器均能掃過白色的路面以及黑色的賽道標(biāo)記線，這樣單片機就能記錄下在該賽道上道路傳感器的電壓最大值(白區(qū)電壓)以及最小值(黑區(qū)電壓)，為算法中的歸一化處理提供基本參數(shù)。

　　(3)路徑識別

　　路徑識別(即路徑信息獲取)為控制算法的核心內(nèi)容，各步驟在單個決策控制周期內(nèi)完成。

　　首先，在每個決策控制周期中，通過A/D轉(zhuǎn)換將傳感器電壓轉(zhuǎn)換為數(shù)字量讀入單片機中。

　　然后，利用在標(biāo)定過程中得到的傳感器電壓最大、最小值將得到的傳感器電壓進行歸一化處理。

　　下面需要確定能夠用于確定路徑信息的有效傳感器。從原始傳感器特性曲線中不難看出，曲線在低電壓值處的直線度較好，斜率較大，與我們所選取的分段直線模型較為近似，而在高電壓值處則有較大偏差，因此為了保證路徑信息準確性，需要對傳感器信息進行篩選，選用那些所得電壓值百分比較小，即與黑色賽道標(biāo)記線相距較近那些傳感器。例如可以選擇電壓百分比最小的三個傳感器作為有效傳感器。

　　接著，就需要調(diào)用傳感器特性曲線參數(shù)進行路徑信息計算。從特性參數(shù)數(shù)據(jù)庫中調(diào)用先前確定的有效傳感器的陡升段斜率，傳感器中心位置等參數(shù)信息。然后根據(jù)這些參數(shù)以及傳感器電壓百分比，就可以計算由每一個有效傳感器得到的車身中心位置偏離路徑標(biāo)記線的距離。

　　最后，為了能夠提高路徑信息的準確性，減小單個傳感器探測及數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換的誤差，可以將根據(jù)三個有效傳感器計算得到的三個偏移距離取平均，得到較為準確的路徑信息。

　　值得注意的是，這樣得到的路徑信息是車身中心偏移路徑標(biāo)記線的距離，是一個連續(xù)變化的量，不但能在傳感器處于賽道標(biāo)記線正上方時探測到賽道，也能在傳感器偏移標(biāo)記線時給出具體的偏移距離，因此消除了傳感器間隙的“盲區(qū)”，實現(xiàn)了連續(xù)的路徑識別。

　　問題及展望

　　連續(xù)路徑偏差識別算法比起普通離散算法來說，不但具有定位精確、響應(yīng)連續(xù)的特點，而且從理論上來說連續(xù)算法可以在任意數(shù)目傳感器配置的控制系統(tǒng)中都保證較好的路徑識別效果，為控制的流暢性提供了可能。