智能車運動狀態(tài)實時監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計及實現(xiàn)

　　系統(tǒng)功能及應用

　　本系統(tǒng)主要完成將智能車行駛過程中的各種狀態(tài)信息(如傳感器亮滅，車速，舵機轉(zhuǎn)角，電池電量等)實時地以無線串行通信方式發(fā)送至上位機處理，并繪制各部分狀態(tài)值關(guān)于時間的曲線。有了這些曲線就不難看出智能車在賽道各個位置的狀態(tài)，各種控制參數(shù)的優(yōu)劣便一目了然了。尤為重要的是對于電機控制PID參數(shù)的選取，通過速度—時間曲線可以很容易發(fā)現(xiàn)各套PID參數(shù)之間的差異。對于采用CCD傳感器的隊伍來說，該系統(tǒng)便成為了調(diào)試者的眼睛，可以見智能車之所見，相信對編寫循線算法有很大幫助。而且還可以對這些數(shù)據(jù)作進一步處理，例如求取一階導數(shù)，以得到更多的信息。

　　系統(tǒng)的硬、軟件設(shè)計及實現(xiàn)

　　設(shè)計方案主要分成三部分：車載數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，無線數(shù)傳系統(tǒng)，上位機數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)。系統(tǒng)基本構(gòu)建如圖1所示。

　　圖1

　　車載數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)

　　車載數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)主要由單片機負責采集賽車行駛過程中的速度、傳感器狀態(tài)、電池電壓、舵機轉(zhuǎn)角等信息。為了支持熱插拔，而且不占用S12單片機的內(nèi)部資源，我們將除供電之外的監(jiān)測系統(tǒng)與智能車控制系統(tǒng)相分離。我們選擇ATMEL公司的ATMEGA16單片機作為該數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的處理器。二值型光電傳感器信號的采集直接使用該單片機的I/O口進行采集，連續(xù)型光電傳感器、電池電壓及CCD攝像頭信號則采用該單片機的A/D口進行采集，速度信息則通過光電編碼器和該單片機的計數(shù)器來采集。采集到的數(shù)據(jù)每20ms向上位機發(fā)送一次。