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传感器与微系统（TransducerandMicrosystemTechnologies）
2016年第35卷第12期
DOI:10.13873/J.10009787(2016)12-011003
智能小车控制系统设计
谢禧，郭霞
（西安交通大学城市学院，陕西西安710018）
要：以16位低功耗单片机MSP430F5438为控制核心，以直流电机作为驱动的动力，设计了智能小车
并采用脉宽调制(PWM)方式实现对车速的准确控制；使用灰度传感器来检测起点/终点标志线及转弯/超车标志线：在超车区使用超声波传感器来测量两辆小车之间的距离，并在轨道的超车区内进行超车：使用无线通信模块来进行两车之间的超车通信，有效避免两车相撞并顺利实现超车；用电子指南针模块来对两小车进行精确定位及转弯控制和在行车道上方向的校正。通过对样机进行了测试，结果表明：智能小车可以实现单车绕圈行驶、两车防撞前后行驶、两车在规定的区域完成超车等功能，且其性能稳定、抗干扰性强，在无人驾驶系统方面得到广泛应用。
关键词：光电传感器；超声波传感器；电子指南针；无线通信
中图分类号：TP212.9
文献标识码：A
文章编号：1000-9787(2016)12-0110-03
Design of control systemfor smart car
XIEMeng，GUOXia
(Xi'an Jiaotong University City College,Xi'an 710018,China）
Abstract: A smart car is designed based on 16 bit low power consumption MCU MSP430F5438 as control core, DC motor as driving power, and uses pulse width modulation( PWM) mode to achieve accurate control of speed; use gray sensor to detect the star/finish line and tum/overtaking sign line;using ultrasonic sensor to measure distance in the overtaking area between two cars, and track overtaking area for overtaking; overtaking communication between two vehicles using wireless communication module,which effectively avoid the collision between two cars and smoothly realize overtaking; with electronie compass module for precise positioning and tuming control of the two car, The results show that smart car can achieve functions of cycling criterion driving; driving two car crashes before and after, two vehicles in the specified area complete overtaking. The control system has stable
performance,strong anti-interference, It has a broad application in the field of driverless control system. Key words: photoelectric sensors; ultrasonic sensors; electronic compass; wireless communication
引言
智能小车作为机器人的典型代表，相对于传统的汽车
有着更好的安全性、机动性和广泛的适用性(3)，是一个集合环境感知、规划决策，自动行驶等功能于一体的综合系统。智能小车主要应用领域为：军事侦察与环境探测；探测危险与排除险情；安全检测受损评估；智能家居等[+5]。生活小区内路面情况简单，行人多、机动车少，采用无人驾驶的电力通勤车最为合适。
本文所设计的智能小车以TI公司的单片机 MSP430F5438作为控制核心(7)，以直流电机作为驱动的动力，并采用脉宽调制（PWM）方式实现对车速的准确控制；采用了红外光电传感器对边界和标志线进行检测、设计了超声波传感器和无线收发模块进行两车距和车位的检测、
收稿日期：2016-10-19
利用电子指南针传感器进行对智能车转弯的控制。实现了单车绕圈行驶、两车防撞前后行驶、两车在规定的区域完成超车等功能。
智能小车的硬件电路设计 1
智能小车的结构框图
1.1
智能小车的硬件结构采用MSP430F5438为微控制器，控制整个无人驾驶小车系统，对内部AD采集的数据进行处理，发出小车直走、转弯、超车等控制指令，从面完成特定的功能。智能小车的硬件结构框图如图1所示，采用 RPR220光电传感器来检测拐弯超车标志线；采用超声波传感器来控制两车间距；采用GY-26电子指南针对小车进行定位和导航；采用SRWF-1021无线通信模块实现甲乙两辆小车车间的通信。