基于DSP的移动机器人的设计与实现

5.2 路径引导模块

该模块在移动机器人行驶中为其提供实时的速度和转向指令,从而引导它沿着上位机给定的路径行驶。主要包括行驶指令的产生和规划路径的跟踪两个环节。

根据预瞄跟随理论及驾驶员的开车行为特性,智能行驶和驾驶员操纵行为是内在一致的。通过研究有驾驶员操纵行为,发现主要根据两个因素决定车辆的前进速度,这两个因素分别是道路的弯曲程度和机器人相对参考路径上的方向偏差。

移动机器人的前进速度的控制不需要连续变化,可设置为三档,分别对应高、中和低三个速度。由此确定的前进速度跟踪规则为:

·当方向偏差小于10度时,路径基本为直线,前进速度设为高速;

·当方向偏差小于90度时,路径弯曲较严重,前进速度设为低速;

·其它情况时,前进速度为中速。

5.3 驱动电机和转向电机控制模块

驱动电机模块采取PID控制策略?熏将车速传感器检测的信号作为电机的反馈信号,进行PID控制,取得了很好的控制效果。转向控制模块的控制策略与驱动电机的类似,只是其反馈的信号为数字罗盘的方向信号。PID控制算式为:

式中u(k)为控制的输出;e(k)为k时刻的偏差;Kp、Ki、Kd分别为PID控制算法的比例系数、积分常数和微分常数。