王元哲 扈宏杰

(北京航空航天大学自动化科学与电气工程学院，北京 100191)

0 引言

磁导航技术是智能交通领域中一项非常有前景的技术。该技术具有良好的可靠性和鲁棒性，且不易受外界环境的干扰［1］。目前，我国磁导航技术的研究成果主要以永磁体作为参照物。以国家智能交通系统工程技术研究中心(ITSC)的研究成果为例，以车道中心线上布设的离散磁道钉为参考标记，通过车载传感器探测磁道钉信号来判断车辆的位置［2］。

鉴于磁导航技术的实用价值，飞思卡尔杯全国大学生智能汽车竞赛于2010年新增电磁组比赛项目，其磁场环境埋设在跑道中，通有20 kHz、100 mA交变电流产生的交变磁场。利用交变磁场进行磁导航的技术在国内应用的实例较少，其中清华大学根据竞赛规则设计了一种电磁组赛车。该赛车使用两个传感器采集车辆两边的磁场信号来控制车辆的走向，可以得到大致的寻线效果［3］。

本文研究的重点是设计一套合理可靠的路径信息采集方案，从而实现采集交变磁场的信号的准确采集;同时选用一种有效的路径信息采集算法，从传感器信号中估算出车辆与磁场的相对位置;然后通过合适的方向和速度控制算法对车辆进行控制，以达到高速寻线行驶的效果。

1 系统的总体设计

磁导航智能车通过感应外界磁场环境的变化来获取路径信息，从而通过舵机和电机对车辆进行方向和速度的控制，达到自主寻迹的目的。根据系统所需实现的功能，可将其分为核心控制模块、路径信息采集模块、电机驱动模块、监控调试模块和电源模块五个部分。……