东秦五队智能汽车竞赛技术报告

《东秦五队智能汽车竞赛技术报告》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、第八届“飞思卡尔”杯全国大学生智能汽车竞赛技术报告第一章引言41.1背景介绍41.2整体设计思路5第二章机械结构调整62.1舵机的固定与安装62.2四轮定位62.3差速的调整82.4整车重心的调整9第三章传感器分析与布局113.1电磁感应原理113.2电磁感应线圈在磁场中的特性123.3传感器布局15第四章硬件电路设计204.1传感器放大电路204.2起跑线检测电路214.3测速模块234.4电机驱动模块234.5主板电路设计244.5.1电源电路设计244.5.2主板电路设计25第五章智能车控制算法设计265

2、.1控制流程图265.2赛道识别27I5.3舵机控制算法285.4速度控制算法30第六章开发与调试34第七章智能车技术参数说明35第八章鸣谢36第九章总结37参考文献39附录A部分程序代码401、voidmain(void)402、AdReady(void)443、voidNormalTurn(void)464、voidPIDSpeedCtrl(void)48I第一章引言1.1背景介绍“飞思卡尔”杯智能汽车竞赛是教育部高等学校自动化专业教学指导分委员会主办，飞思卡尔半导体公司协办，以“立足培养、重在参与、鼓励创

3、新、追求卓越”为口号，为提高大学生的动手能力和创新能力而举办的。“飞思卡尔”杯全国大学生智能汽车邀请赛今年进行到第六届，第五届全国大学生智能汽车竞赛新增加了电磁组比赛。竞赛车模需要能够通过自动识别赛道中心线位置处由通有100mA交变电流的导线所产生的电磁场进行路径检测。除此之外在赛道的起跑线处还有永磁铁标志起跑线的位置。综合考虑自身的条件和爱好，最终选择了基于100mA交变电流的电磁导向小车。本技术报告将针对我们制作小车过程中各个模块进行阐述并列出了模型车的主要技术参数。39391.2整体设计思路该小车采用官方

4、指定主控制芯片S12，电磁传感器获取赛道电磁特性，通过光电编码器转速传感器检测车速，通过处理跑道信息和速度来控制电机运转和转向舵机的转角。图1.1各模块组合按键可以现场设置D-Flash参数，拨码开关可以选择预订的速度档次或者选择不同的模式，增加智能小车的可调性和适应性。整车布局实图：39图1.2模型车整体图39第二章机械结构调整2.1舵机的固定与安装对于舵机的安装，不难发现，将舵机的摆臂增长可以提高舵机的响应速度。因为舵机的摆臂越长，当车轮转过相同的角度时，舵机转过的角度越小，即时间越短。买回来的B车模的舵机

5、是竖着安装的，但位置在车模底板正中央，这对以后的电路板的设计有影响，所以还是把舵机安置到了与前轮平行的地方，位置与A、C车模差不多，但是竖着安装，并增长了摆臂，如图2.1.1所示，而且两条拉杆的长度也在合理的范围内做了相应的调整。虽然加大力臂会加快舵机的转向，但是力臂的长度和力矩是成反比的，会导致舵机有一个空转的角度，所以要在多次的实验中选择合适的力臂。图2.1舵机安装图2.2四轮定位为保证智能小车直线行驶稳定，转向轻便灵活并尽可能的减少轮胎磨损，需要对小车的四轮定位参数进行调整。四轮定位内容主要有：主销后倾角

6、，主销内倾角，前轮外倾角，前轮前束，外侧车轮二十度时，内外转向轮转角差，后轮外倾角，后轮前束。其中，前轮定位的参数对小车性能有着至关重要的影响，这四个参数反映了前轮、主销和前轴三者之间在车架上的位置关系。本文将对这四个参数做详细阐述。主销后倾角39主销：转向轮围绕主销进行旋转，前轴的轴荷通过主销传给转向车轮,具备这两点的就叫做主销。主销后倾角：主销的轴线相对于车轮的中心线向后倾斜的角度。前轮重心在主销的轴线上由于主销向后倾斜使前轮的重心不在车轮与地面的接触点上，于是产生了离心力，主销后倾而形成的离心力，可以保证

7、汽车直线行驶的稳定性还可以帮助车轮自动回正。主销后倾角延长线离地面实际接触越远，车速越高，离心力就越大。在高速行驶中保持汽车直线行驶的稳定性，适当的加大主销后倾角可以帮助转向轮自动回正，可有效扼制转向器的摆振，可使转向便轻，单独适量调一侧的主销后倾角可修理行驶跑偏。主销后倾角靠离心力保证汽车直线行驶和车轮自动回正。高速行驶时跑偏可通过主销后倾角调节。但主销后倾角过大会造成高速时转向发飘。调整主销后倾角为1°～3°，可通过增减黄色垫片数量来改变。如图2.6.1所示：图2.2.1主销后倾角主销内倾角主销内倾角：在小

8、车前后方向上，主销向内倾斜一个角度，主销轴线与垂线间的夹角称为主销内倾角。39由于主销轴线向内倾斜，所以使前轴荷更接近前轮中心线（前轴重心越接近前轮中心线转向越轻）麦弗逊式悬架分为零主销偏移和负主销偏移两种。当转向轮在外力作用下发生偏转时，由于主销内倾的原因，车轮连同整个汽车的前部将被抬起一定高度；当外力消失后，车轮就会在重力作用下恢复到原来的中间位置。故主销内倾角可保证汽车直线行驶的