第六届 远航队

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1、第六届全国大学生“飞思卡尔”杯智能汽车竞赛技术报告学校：安徽理工大学队伍名称：远航队参赛队员：巩干干王建阳经伟带队教师：曲立国唐超礼xvii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六届全国大学生“飞思卡尔”杯智能汽车邀请赛有关保留、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：带队教师签名：日期：xvii目录摘要iii第一章引言11.1智能车的发展历史11.2智能车研究的主要意义和内容1

2、第二章智能车设计分析32.1设计要求及思路32.2总体设计方案32.3传感器设计方案52.4电机驱动模块方案5第三章智能车硬件设计63.1机械设计63.1.1车模的结构特点63.1.2舵机的安装63.1.3摄像头的选择及安装73.1.4系统电路板的固定及连接83.2电路设计93.2.1电路板核心的组成93.2.2电源管理模块103.2.3电机驱动113.2.4编码器模块12第四章智能车软件系统的设计144.1软件整体流程图144.2图像采集与处理的算法144.2.1摄像头的工作原理154.2.2二值化处理164.2.3边沿检测法164.3转向控制和车速控制的PID算法16第五章开发

3、和调试195.1调试平台CodeWarriorIDE195.1调试器20第六章总结226.1车模主要技术参数说明226.2总结22参考文献24xvii摘要本文介绍了远航队为第六届全国大学生“飞思卡尔”杯智能汽车竞赛而设计的智能车系统。文中介绍了该智能车系统的软、硬件结构及其开发流程。该智能车系统以Freescale16位微处理器作为核心控制芯片，基于CCD摄像头采集的赛道信息，提取黑线中心位置并求得小车偏离黑线的程度，采用模糊算法区分道路形状，在此信息上进一步处理以控制舵机的转向，通过速度传感器获得实时速度信息，通过实时比较控制算法实现闭环反馈控制。测试表明，该智能车能够很好的跟随

4、黑色引导线，可以实现对应于不同形状的道路予以相应的控制策略，可快速稳定的完成整个赛道的行程。关键字：飞思卡尔，智能车，摄像头，视频采样，闭环反馈控制，速度控制xvii第一章引言第一章引言1.1智能车的发展历史智能车的研究始于20世纪50年代初美国BarrettElectric公司开发出的世界上第一台自动引导车辆系统(AutomatedGuidedVehicleSystem,AGVS)。1974年，瑞典的VolvoKalmar轿车装配工厂与Schiinder-Digitron公司合作，研制出一种可装载轿车车体的AGVS，并由多台该种AGVS组成了汽车装配线，从而取消了传统应用的拖车及

5、叉车等运输工具。20世纪80年代，伴随着与机器人技术密集相关的计算机、电子通信技术的飞速发展，国外掀起智能机器人研究热潮，其中各种具有广泛应用前景和军用价值的移动式机器人受到西方各国的普遍关注。全国大学生智能汽车竞赛是在统一汽车模型平台上，使用飞思卡尔半导体公司的8位、16位微控制器作为核心控制模块，通过增加道路传感器、设计电机驱动电路、编写相应软件以及装配模型车，制作一个能够自主识别道路的模型汽车，按照规定路线行进，以完成时间最短者为优胜。该竞赛涵盖了控制、模式识别、传感技术、电子、电气、计算机、机械等多个学科交叉的大学生课外科技创意性比赛。1.2智能车研究的主要意义和内容全国大

6、学生智能汽车竞赛已经成功举办了五届，比赛规模不断扩大、比赛成绩不断提高。该竞赛涵盖了控制、模式识别、传感技术、电子、电气、计算机、机械等多个学科交叉的大学生课外科技创意性比赛。通过比赛培养大学生的综合知识运用能力、基本工程实践能力和创新意识，激发大学生从事科学研究与探索的兴趣和潜能,倡导理论联系实际、求真务实的学风和团队协作的人文精神。赛车采用飞思卡尔16位微控制器MC9S12XS128作为核心控制单元xvii第一章引言，由学生自主构思控制方案及系统设计，包括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。为完成本系统，主要做的内容分为以

7、下几部分：（1）对车模机械部分进行详细的分析和适当的调整；（2）分析控制电路各模块的要求，计算出各模块器件的参数，设计完成硬件控制电路；（3）分析CCD摄像头时序，完成图像采集；（4）对数据进行分析，设计控制算法并编写控制程序xvii第二章智能车设计分析第二章智能车设计分析2.1设计要求及思路智能车比赛以快速、平稳地完成赛程为目标，比赛过程中若出现小车同时有两个轮子脱离跑道则被判为未能完成比赛，且要能跑完一圈后在起始线3米内停车，否则成绩加罚1秒。这就要求智能车能够准