电磁循迹智能小车设计

肖玉萌，程登良，杨文俊

（1.湖北汽车工业学院 电气与信息工程学院，湖北 十堰442002；2.电子科技大学 电子科学与工程学院，四川 成都611731)

智能车竞赛以单片机为核心，参赛队伍利用标准的车模、电机等设计智能车，使其能够在赛道上自动行驶，速度最快且技术报告评分较高者获胜［1］。文中设计了基于电磁传感器的三轮小车。赛道中心是带有20 kHz、100 mA 可变交流电源的载流导线,智能车利用电磁感应原理，检测其产生的交变磁场进行路径判断，通过计算前方导线偏离车体中心的距离来进行相应的方向控制，进而控制小车沿赛道寻线稳定行驶［2］。

1 系统总体设计

基于32 位单片机MPC5604B 搭建了智能车控制系统，系统功能框图如图1 所示，通过小车前段的3个匹配电感动态采集路面电磁信号，识别当前小车在赛道中的行驶和姿态情况，加速度计、陀螺仪获取小车姿态信息，编码器获取车速信息，在此基础上实现速度和方向控制。

图1 系统功能框图

智能车系统总体框图如图2所示。MPC5604B是飞思卡尔公司基于PowerPC 架构设计的汽车级微控制器［3］。电磁信号采集模块通过赛道中的交变磁场信号获取赛道信息，与其他传感器信号经MCU 融合处理，智能决策后发出PWM 波，经电机驱动电路驱动直流电机、带动车轮前进或差速转向，并结合车速检测等信息实现闭环控制。停车检测模块通过传感器将小车的停车位置信息转换为逻辑电平，输入单片机作为停车信号。电源模块包括稳压电路、升压电路，给单片机及各模块提供所需要的稳定电压源。……