智能车测速模块设计

测速模块设计

2.2 速度检测方案

小车的实际行驶速度是小车速度控制的控制输入量，准确实时的测量小车

的速度才能实现小车的速度控制，即纵向控制。常用的测速方案有以下几种：方案一：光电测速传感器

原理是传感器开孔圆盘的转轴与转轴相连接，光源的光通过开孔盘的孔和

缝隙反射到光敏元件上，开孔盘随旋转体转一周，光敏元件上照到光的次数等于盘上的开孔数，从而测出旋转体旋转速度。灵敏度较高，但容易受外界光源影响。

方案二：测速发电机

原理是将旋转机械能转化成电信号，适合于测量速度较高的旋转物体的速

度。采用电磁感应的原理。但市场上测速发电机应用于低压市场的比较少，而且都比较重，不适用于模型车，并且要将侧速发电机安装到电动车上需要对电动车模型进行较大改动，由于其质量较重，可能会严重影响电动车的机动性能，第一届全国大学生智能汽车邀请赛技术报告

除非自制。优点是测速准确、稳定、快速，可以直接由AD 转换器读入单片机测得当前速度值。

图2-3 测速发电机

方案三：霍尔传感器

其工作原理是：利用霍尔开关元件测转速，内部具有稳压电路、霍尔电势

发生器、放大器、施密特触发器和输出电路，其输出电平和TTL 电平兼容。在待测旋转体的转轴上装上一个圆盘，在圆盘上装上若干对小磁钢，小磁钢愈多分辨率越高。霍尔开关固定在小磁钢附近，当旋转体以角速度M 旋转时，每当一个小磁钢转过霍尔开关，霍尔开关便输出一个脉冲，计算出单位时间的脉冲数，即可确定旋转体的速度。

方案选择论证：

光电测速传感器受外界光源影响很大，不适合运动性物体的测速；测速发

电机体积重量较大，不便于小车上安装；集成化霍尔开关传感器具有灵敏可靠、体积小巧、无触点、无磨损、使用寿命长、功耗低以及不怕尘土、油污、湿热等优点，综合小车运动环境和重量轻的要求，我们使用了霍尔传感器来进行速度检测。

我们在后轮上贴了N 个磁铁，轮子每转1/N 圈，霍尔元件就会输出一个脉

冲，只要测量每两个脉冲之间的时间就可以知道当前车速。要提高测速的速度可以适当增加N 值，但相应测到速度的精度就会下降，但考虑到实际运行系统对速度精度要求不高，所以在调试阶段可以根据情况增减N 值。

图4-5 霍尔开关型传感器CS1018 内部结构图