基于20kHz电磁场的车模路径检测：VLF电磁波与感应电动势应用

本文主要介绍了如何在"可以知道感应电动势大小与2-vue项目结合vue-layer实现弹框式编辑功能(实例代码)"的背景下，利用电磁组竞赛车模进行路径检测设计。在第五届全国大学生智能汽车竞赛中，新增了电磁组比赛，车模需通过识别由100mA交变电流导线产生的电磁场来确定赛道路径。电磁导航是关键，理论基础是麦克斯韦电磁场理论，特别是交变电流产生的电磁场。 设计原理基于甚低频电磁波，频率在3kHz至30kHz之间，适用于智能汽车竞赛。由于赛道尺寸远小于电磁波的波长，电磁场的能量微弱，因此需要近似处理导线周围的变化磁场，将其视为缓变磁场。这个过程涉及比奥-萨伐尔定律，该定律描述了电流元产生的磁场强度与其电流大小、方向以及与观察点的距离和角度的关系。 为了检测磁场强度，车模利用一个小型天线接收电磁场信号，通过测量天线接收到的磁场强度变化，推算出导线位置。比例系数k在国际单位制中与真空磁导率μ0有关，其值约为4π×10^-7亨/米。通过矢量表示，磁场的计算公式更加直观。 文章还强调了实际应用中的考量，如天线长度对辐射功率的影响，当天线长度远小于波长时，辐射功率与天线长度的四次方成正比。这表明在设计时，需要确保车模的传感器和天线尺寸适宜，以最大限度地捕捉到微弱的电磁信号。 通过微型车模的实际运行验证了这一方案的可行性，具体的实验结果和录像可以在竞赛网站上找到。这篇教程的目标是为初次参赛的队伍提供一个实用且快速入门的设计思路，帮助他们更快地投入到智能汽车电磁路径检测的竞赛准备中。