飞思卡尔智能车邀请赛——技术报告 毕业论文

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1、“飞思卡尔”杯全国大学生智能车邀请赛——技术报告作者专业班级学号成绩指导教师中国·北京二○年月1目录目录2摘要2关键词21.引言21.1赛事介绍21.2方案介绍31.3技术报告内容安排32.技术方案概要说明33.机械设计43.1PCB板的安装43.2前轮参数调整43.3舵机的升高方案53.4齿轮传动机构调整63.5速度传感器的安装固定63.6.后轮差速机构调整64.结论74.1本系统的所具有的特点74.2本系统存在的问题78摘要（选题动机）曾获三等奖比赛项目。（中心思想）飞思卡尔杯全国大学生智能车竞赛是。（段落大意）本文主要介绍了第六届Feeescale智能车大赛过程的工作成果。只能车得硬件

2、采用带MC9S12DPS512处理器的S12环境，软件平台为CodeWarriorIDE4.6开发环境，车模采用大赛组委会统一提供的1：10的仿真车模。文中介绍了智能小车控制系统的软硬件结构和开发流程。整个系统涉及车模机械结构调整、传感器电路设计及信号处理、控制算法和策略优化等多个方面。为了提高智能赛车的行驶速度和可靠性，试验了多套方案，并进行升级，结合Labview仿真平台进行了大量底层和上层测试，最终确定了现有的系统结构和各项控制参数。关键词智能车；激光管；PID控制；舵机81.引言1.1赛事介绍“飞思卡尔杯”智能车大赛起源于韩国，是韩国汉阳大学汽车控制实验室在飞思卡尔半导体公司资助下举

3、办的以HCSl2单片机为核心的大学生课外科技竞赛。组委会提供一个标准的汽车模型、直流电机和可充电式电池，参赛队伍要制作一个能够自主识别路径的智能车，在专门设计的跑道上自动识别道路行驶，谁最快跑完全程而没有冲出跑道并且技术报告评分较高，谁就是获胜者。参赛选手须使用大赛组委会统一提供的竞赛车模，推荐采用飞思卡尔16控制器MC9S12DG128作为核心控制单元，自主构思控传感器信号采集处理、控制算法及执行、动力电机驱动、转向舵机控制等，完成智能车工程制作及调试，于指定日期与地点参加场地比赛。参赛队伍之名次（成绩）由赛车现场成功完成赛道比赛时间为主，技术方案及制作工程质量评分为辅来决定，车模改装完毕

4、后，尺寸不能超过：250mm宽和400mm长，高度无限制，跑道宽度不小于600mm，跑道表面为白色，中心有连续黑线作为引导线，黑线宽25mm，并且跑道有坡道。1.2方案介绍在方案设计的过程中，我们参阅了很多兄弟院校的往届大赛技术报告，但是，基于本次大赛的比赛要求，即车跑两圈中只要有一圈结束后停车便算入成绩，所以我们采取跑一圈停车的策略。由车手根据车跑第一圈的状况，通过按键，适当改变参数。这样便舍弃了风险性很大的记忆算法。对于LED组来说，提高小车的速度和稳定性，其实际问题是如何更早且更好的提取到赛道信息。所以我们采取的策略是激光传感器加人工调参，共同实现我们的目标。这样不仅可以提高赛车的前瞻

5、性，使赛车的稳定性提高。而且可以在第二圈中，对赛车状态进行人工校正，提高成绩。1.3技术报告内容安排本技术报告的正文分为四个部分。第一部分是对整个系统实现方法的一个概要说明，主要内容是对整个技术方案的概述；第二部分是对系统机械结构的说明，主要介绍系PCB板的固定和安装、前轮参数调整和舵机的升高等；第三部分是对硬件电路设计的说明，主要介绍系统传感器的设计及其他硬件电路的设计原理、创新点和实现过程等；第四部分是对系统软件设计部分的说明，主要内容是智能模型车设计中主要用到的控制理论、算法说明及代码设计介绍等。2.技术方案概要说明本模型车的制作的主要思路是利用激光管来判别前方的跑道轨迹，并将信息采集

6、到S12单片机中。在S12单片机中利用一定的算法来控制模型车的运行状态。8模型车的控制系统包括电源管理模块、MCU模块、路径识别模块、电机驱动模块、舵机控制模块、转速测量模块、按键控制模块、无线串口传送模块等。在整个系统中，由电源管理模块实现对其他各模块的电源管理。其中，对单片机、激光管、测速电路、按键电路提供5V电压，对舵机提供6V电压，对无线串口提供12V电压。本模型车是由后轮驱动的，路径识别模块则采用激光管传感器寻迹方案。即路径识别电路由12对光电发送与接收管组成。由于赛道中存在轨迹指示黑线，落在黑线区域内的光电接收管接收到反射的光线的强度与白色的赛道不同，进而在光电接收管两端产生不同

7、的电压值，由此判断行车的方向。路径识别模块会将当前采集到的一组电压值传递给MCU模块。转速测量模块则安装在车尾部，它会测量出模型车行驶过程中的瞬时速度。按键控制模块会设定模型车在行驶过程中一些较重要的参数，如：直道速度、弯道速度等。测量出的瞬时速度将输入到单片机中，以帮助分析确定模型车下一步的速度、转角等。无线串口传送模块会同LABVIEW显示传感器检测值和模型车的速度等参数，以方便对整车进行调试。MCU模块