串级PID循迹避障小车产品系统

项目面向移动机器人循迹、定向转弯与自主避障场景。针对普通开环控制容易出现左右轮速度不一致、直线行驶偏航、转弯角度误差较大以及循迹过程中摆动等问题，设计多环PID运动控制程序，提高小车运动的稳定性和路径跟踪能力。

项目实现智能小车的直线行驶、路径循迹、定角度转向和障碍物检测等功能。系统采集左右轮编码器、航向传感器及循迹传感器数据，通过速度环、航向环和循迹环进行闭环控制，实时调整两侧电机输出。

主要功能包括：

1. 双电机速度闭环控制，减小左右轮转速偏差；
2. 航向闭环控制，使小车保持设定方向直线行驶；
3. 根据循迹偏差动态修正运动方向，实现稳定循迹；
4. 根据目标航向完成设定角度的原地或差速转向；
5. 检测前方障碍物，并执行停车或避障动作；
6. 支持PID参数及运动目标的调试与调整。

本人主要负责嵌入式软件及运动控制算法的设计、编写和调试。项目采用分层方式组织程序，包括传感器采集、电机驱动、运动控制和任务逻辑等模块。
底层周期性读取编码器、航向传感器、循迹传感器和避障传感器数据；控制层使用PID算法计算电机输出。其中速度环用于稳定左右轮转速，航向环根据目标角度与当前航向的偏差修正差速输出，循迹环根据路径位置偏差生成转向修正量。多个控制量组合后输出至左右电机，实现直行、循迹及设定角度转向。
开发过程中对采样周期、输出限幅、积分累积和多环参数进行了反复调试，以降低循迹摆动、直行偏航和转向过冲。最终完成实车联调，可按照预设路径稳定运行并执行相应运动动作。