本系统主要完成将智能车行驶过程中的各种状态信息(如传感器亮灭,车速,舵机转角,电池电量等)实时地以无线串行通信方式发送至上位机处理,并绘制各部分状态值关于时间的曲线。有了这些曲线就不难看出智能车在赛道各个位置的状态,各种控制参数的优劣便一目了然了。 智能车运动状态实时监测系统是一种用于获取和分析智能车在行驶过程中各项状态信息的设备,其设计和实现涉及硬件和软件两大部分。该系统的主要功能是实时采集智能车的传感器状态(如开/关)、车速、舵机转角、电池电量等关键信息,并通过无线串行通信方式把这些数据发送到上位机进行处理。上位机再根据接收到的数据绘制时间相关的状态曲线,以帮助分析智能车在不同赛道位置的表现,评估控制参数的优劣。 在系统设计中,车载数据采集系统是核心,它通常由单片机组成,负责收集速度、传感器状态、电池电压和舵机转角等信息。此处选用的是ATMEL公司的ATMEGA16单片机,它能够处理二值型和连续型光电传感器信号,以及电池电压和CCD摄像头信号。速度信息则是通过光电编码器和单片机的计数器获取。为了减少对主控制系统的干扰,监测系统与智能车的其他部分进行了物理分离,确保数据采集的独立性。 无线数传系统是连接车载采集系统与上位机的关键,它需要在20毫秒内发送一组包含速度、电池电压、舵机转角和传感器状态的数据。考虑到无线传输可能存在的数据丢失问题,系统采用了数据校验机制,如帧头0x00,0xff,以识别和丢弃错误数据。无线通信模块SUNRAY的QC96型能够支持9600bps的串行数据传输,覆盖范围达100米。 上位机的数据处理部分由四个模块组成: 1. 数据接收模块:利用VC++的MSComm控件或Windows API函数进行串口通信,实时接收下位机发送的原始数据。 2. 存储模块:将接收到的数据暂存到temp临时文件,并根据用户需求将数据保存至指定文件,方便后续分析。 3. 数据分析和处理模块:处理接收到的原始数据,如丢弃错误帧,去除帧头,以及将数据加载到相应的数组中,同时也支持对已保存数据的分析处理。 4. 图形显示模块:利用处理后的数据绘制图表,用户可以选择单独查看或对比多幅图表,以直观展示智能车的运行状态。 该系统在智能车竞赛中具有显著的优势,特别是在电机控制PID参数的优化和赛道记忆算法研究方面,提供了直观的数据支持。通过实时监测和曲线分析,调试人员可以快速判断控制策略的效果,提高智能车的性能和稳定性。这个智能车运动状态实时监测系统为智能车的研发和优化提供了一套高效、直观的工具。
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