飞思卡尔智能车竞赛光电平衡组技术报告

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1、第八届“飞思卡尔”杯全国大学生智能汽车竞赛技术报告1关于技术报告和研究论文使用授权的说明本人完全了解第八届“飞思卡尔”杯全国大学生智能汽车邀请赛关保留、使用技术报告和研究论文的规定，即：参赛作品著作权归参赛者本人，比赛组委会和飞思卡尔半导体公司可以在相关主页上收录并公开参赛作品的设计方案、技术报告以及参赛模型车的视频、图像资料，并将相关内容编纂收录在组委会出版论文集中。参赛队员签名：带队老师签名：日期：1摘要本文介绍了常熟理工学院物电电磁一队电磁车的成果。智能车的硬件平台采用带MC9S12XS128处理器，软件平台为CodeWarriorIDE开发环境，车模采用大赛组委会统一

2、提供的A型车模。文中介绍了智能车机械结构调整，传感器电路设计，舵机、电机控制算法以及起跑线的检测等。车模以MC9S12XS128单片机为控制核心，以安装在车体前的工字电感作为循迹传感器，采用干簧管检测起跑线，以欧姆龙编码器检测速度信息。车模系统的简单工作原理是MC9S12XS128单片机通过AD口采集电感检测的拟量，并通过算法处理，然后返回值用于舵机控制，根据编码器返回值进行电机的闭环控制。通过串口，借用蓝牙等工具进行舵机PD参数，电机PID的调节，以及整定传感器参数的整合处理。关键字：智能车、电机PID控制、舵机PD控制、电磁寻线43目录第一章总体方案设计6第二章智能车机械

3、结构调整与优化92.1主销内倾92.2主销后倾102.3外倾角112.4车轮安装示意图如下：122.5舵机的安装122.6舵机安装示意图如下：132.7小结13第三章电路设计说明143.1电源模块143.2传感器模块153.3电机模块153.4舵机模块163.5最小系统板设计163.6系统主板设计173.7小结18第四章智能车控制软件设计说明194.1软件设计总体框架194.2电机PID控制204.3舵机的控制234.4传感器数据的处理244.5小结24第5章开发工具、制作、安装、调试过程说明255.1软件编译环境255.2显示模块255.3蓝牙调试模块265.4上位机调试2

4、65.5本章小结27模型车的主要技术参数说明28结论29参考文献31附录A：程序源代码3243引言智能车辆是一个集环境感知、规划决策、多等级辅助驾驶等功能于一体的综合系统，它集中运用了计算机、现代传感、信息融合、通讯、人工智能及自动控制等技术，是典型的高新技术综合体。目前对智能车辆的研究主要致力于提高汽车的安全性、舒适性，以及提供优良的人车交互界面。近年来，智能车辆己经成为世界车辆工程领域研究的热点和汽车工业增长的新动力，很多发达国家都将其纳入到各自重点发展的智能交通系统当中。在本文中，我们详细介绍了基于电磁传感器智能车系统。详细介绍车体机械结构的调整，传感器电路的设计，舵机

5、控制算法，电机控制算法。在做车的整个过程中，培养了我们团队合作能力，动手的能力，创新的能力，对我们今后的学习积极的影响。43第一章总体方案设计1.1车体结构的总体设计：（1）为了降低重心，主控板，电池尽量靠后就低放置。（2）考虑到放远前瞻（约40CM）可能带来车头过重，我们尽量选用尺寸小的10mh的电感。选用重量轻的航模碳素杆作为支架。（3）舵机直立安装，连杆加长，提高响应速度。(4)传感器电路放置在车体的尾部。1.2整体车模如下图：图1.2.1整体车模左视图43图1.2.2整体车模俯视图431.3本章小结智能车能够即稳定又快速的行驶，可以说车体的结构占很大一部分比重。由于我

6、们组作为二年级学生第一次参赛，经验尚缺，前期没有对车体结构作太多调整，所以后来发现再怎么调软件，也不能很好行驶。所以吸取强队的经验，做了车体结构改造（包括轮胎的选择，电池，主控板的排放，传感器的安装，支架的安装等等）后发现，前期的代码只需很小的调节，速度很快上去了。因此，结构很重要。前期必需做好车体结构的设计，方能在后期软件调试阶段省心省力。43第二章智能车机械结构调整与优化2.1主销内倾所谓主销内倾，是将主销（即转向轴线）的上端向内倾斜。从汽车的前面看去，主销轴线与通过前轮中心的垂线之间形成一个夹角，即主销内倾角。主销内倾的作用是使车轮转向后能及时自动回正和转向轻便。由于主

7、销内倾，转向轮在转向时绕主销转动，必须使车轮陷入地面以下。这当然是不可能的，实际转向时，是强迫汽车的前部稍稍抬高。这样，汽车的重力将使转向轮自动回正。确定主销内倾角时，还可调整主销（即转向轴线）与地面的交点到轮胎接地中心的距离，即调整主销偏距。减少主销偏距，可以减轻转向时的摩擦阻力。主销内倾不能过大，否则转向过于沉重。主销内倾角一般为8°到13°，由前悬架的结构来确定。主销后倾和主销内倾都有使转向轮自动回正的作用。但主销后倾的回正作用与车速有关，而主销内倾的回正作用与车速无关。因此，高速时主要靠主销后倾