手绘路径下两轮智能车控制方法设计与实现

搬运、巡检等工作场景中，考虑到其场所内物品的平面部署多具有复杂性和多变性，本文提出一种采用自由手绘方式生成小车路径控制坐标、批量生成小车控制参数的方法。PC端利用LabVIEW实现手绘路径、路径参数抽取和优化、Back-stepping控制参数解算和无线批量下载。小车端定时读取控制参数并开环执行。实验表明：本文所设计手绘方法和跟踪控制策略正确有效，小车按照手绘路径行驶，误差满足要求。

导航尤其是导航路径规划与跟踪技术广泛应用于车载导航、手持导航设备、无人驾驶的AGV 设备等[1]。目前，很多路径规划与跟踪技术一般采用传感器感知信标确定位置，从而跟踪一条与时间无关的几何路径。这需要根据具体的应用场景部署大量信标，如果场景改动则需要重新部署信标，更改车载导航系统[2]。

作为路径规划和跟踪方法的一种补充，本文在已有应用场景平面图基础上，利用人工手动绘制一条导航路径，根据小车运动学模型批量生成小车运行控制参数，小车读取批量参数自动执行。实验和实测表明：小车按照手绘路径自动运行，运行轨迹误差满足可使用要求。

2. 系统总体流程 系统分为两部分，PC 端路径绘制和批量运动参数的计算与无线下载、智能小车按照运动参数自主运动控制实现路径跟踪。

工作流程：PC 端采用LabVIEW 在已有工作场景平面图基础上由人工绘制一条通达路径线条，避开障碍物。对路径线条的像素点均匀抽样、坐标变换、尺度映射后，按照小车运动学模型生成由运动模式选择(Status)、转角(Angle)、长度(Length)三部分组成的预定格式批量运动参数。批量运动参数由Wi-Fi一次性地下载到小车。小车采用51 Duino 实现，在批量接收运动参数后依据该批量参数开环控制小车行驶。系统总体流程如图1 所示。

3. 路径生成 3.1. 手绘路径线条方法 参照已有的平面图，手动绘制一条小车的通达路径。具体采用LabVIEW 事件结构记录鼠标的移动、按下、移出等动作，绘制曲线函数在图片空间上绘制路径曲线。图片控件设定像素数与小车实际移动范