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在剛剛結束的首屆“飛思卡爾”杯全國大學(xué)生智能車(chē)邀請賽中，代表清華大學(xué)參賽的清華1 隊（自動(dòng)化系）、2 隊（汽車(chē)系）創(chuàng )造了輝煌的成績(jì)，分別取得了決賽第三和第一的好成績(jì)。其中獲得第一的清華2 隊基于LabVIEW，為本次大賽開(kāi)發(fā)的Plastid 仿真系統得到了各大參賽隊的廣泛使用，反應良好。 第二屆邀請賽的專(zhuān)用賽車(chē)將用較大的新車(chē)，采用Motorola 的S12系列芯片，但一般的開(kāi)發(fā)模式存在效率不高，成本高以及開(kāi)發(fā)周期長(cháng)等缺陷，因此決定采用快速原型的開(kāi)發(fā)方法，以一輛樣車(chē)為載體，將智能車(chē)原有的控制核心替換為NI 公司的CompactRIO，并通過(guò)各種IO模塊進(jìn)行光電傳感器和轉速傳感器的采集以及驅動(dòng)電機、舵機的控制。從而可以方便地將算法下載到CRIO 中進(jìn)行原機試驗，取得最優(yōu)結果后再移植到S12 芯片中。 快速原型智能車(chē)系統如圖1 所示： 
將CompactRIO安裝在智能車(chē)底盤(pán)上，并連上一個(gè)15V的電池組。CompactRIO的4 個(gè)IO模塊負責采集智能車(chē)傳感器信號以及控制電機、舵機等執行器。此外，還配有控制開(kāi)關(guān)單元來(lái)進(jìn)行手動(dòng)控制，數碼管實(shí)時(shí)顯示賽車(chē)信息，并可在試驗結束后將所需要的數據通過(guò)串口傳到上位機中，從而進(jìn)行分析和保存。 CompactRIO 的總體硬件構成如圖2 所示：
其中，CompactRIO中的FPGA部分用LabVIEW FPGA開(kāi)發(fā)完成，主要實(shí)現基本的I O功能，如PWM、轉速采集等。在CompactRIO中的實(shí)時(shí)控制器中則實(shí)現智能車(chē)的控制算法以及對外通訊等功能。目前，已經(jīng)利用一臺 CompactRIO成功地進(jìn)行了該項目的可行性分析，已經(jīng)順利調試成功利用CompactRIO來(lái)控制智能車(chē)驅動(dòng)電機、舵機以及轉速傳感器及光電傳感器的采集，并實(shí)現了用游戲手柄來(lái)在線(xiàn)控制智能車(chē)啟動(dòng)，轉彎等功能。 基于此快速原型平臺，已經(jīng)針對智能車(chē)做了下述試驗： 可行性分析試驗：通過(guò)一臺現有的CRIO，編寫(xiě)程序對智能車(chē)進(jìn)行各方面的控制和采集，從而確定項目的可行性。 智能車(chē)硬件布置：在智能車(chē)上安裝驅動(dòng)電機、舵機、光電傳感器、轉速傳感器以及相關(guān)的電路。 聯(lián)機調試：將cRIO安裝在智能車(chē)上，進(jìn)行轉速PID 調節等基礎試驗，并做到賽車(chē)可以在賽道上成功跑完一圈。 控制算法優(yōu)化：采用LabVIEW 優(yōu)化控制算法，提高賽車(chē)的成績(jì)。
作者： 清華大學(xué) 李紅志 來(lái)源：NI公司 |
