智能赛车控制策略与实现

智能赛车控制策略与实现

摘要

智能赛车是集合路径识别、规划决策、竞速等于一体的复杂控制系统。能够自动循迹、按照理想路线、以最快的速度跑完全程是智能赛车系统的最终目标。为了实现这一目标，本文设计了一个模糊控制器模拟人在控制赛车时的思维方式，对智能车进行控制。

为了完成这一模糊控制器的设计，本文将设计过程分为两部分：在理论部分阐述了模糊控制系统的基本原理和构成方式，设计模糊控制器的一般方法以及使用S12单片机编程实现模糊控制的具体过程；在智能车软件设计部分，详细说明了针对智能赛车的控制目标，模糊控制器的输入、输出变量及其隶属度函数的设计，模糊控制规则表的建立。

本文设计的智能赛车系统以CCD作为传感器采集赛道信息，由于智能赛车的控制以提取到的赛道位置为基础，因此赛道提取算法的好坏直接影响智能赛车的控制结果。为了提高该算法的抗干扰能力，本文以赛道的连续性特点为基础，提出了相应的赛道提取方案，加强了抗干扰能力。

为了最大限度的模拟人的思维方式，本文将赛车前方路况也作为模糊控制器的输入，该路况的计算以赛道曲率为依据。

最后，本文还设计了一个上位机的赛道显示程序，以VB串行通信控件MSComm和绘图功能为基础实现的。

关键词：智能车；S12；模糊控制； CCD；串行通信

目录

摘要 1

Abstract 2

1绪论 5

1.1背景简介 5

1.2论文结构 5

2理论基础 6

2.1模糊控制 6

2.1.1模糊控制指令 6

2.1.2模糊逻辑的基本概念 6

2.1.3模糊控制原理与模糊控制器结构 10

2.1.4 S12模糊控制开发软件 14

2.2 VB串行通信及图形绘制 20

2.2.1 MSComm控件 20

2.2.2 图形绘制 23

2.3本章小结 25

3智能赛车的软硬件设计 26

3.1智能赛车硬件实现 26

3.1.1智能车硬件策略选择 26

3.1.2智能车系统硬件 27

3.1.2车模机械结构及与电路板安装配合 31

3.2智能赛车软件策略 34

3.2.1黑线提取算法 34

3.2.2路况计算方法 35

3.2.3模糊控制算法 36

3.2.4赛道显示程序 39

3.3本章小结 41

结论 42

参考文献 43

附录A  VB赛道显示程序 44

附录B  S12单片机控制程序 47

致 谢 51