光电平衡组智能汽车竞赛技术报告

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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摘要本文以第八届全国大学生智能车竞赛为背景，介绍了两轮自平衡智能赛车控制系统的软硬件结构和开发流程。该比赛采用大赛组委会统一指定的D型车模，以Freescale半导体公司生产的32位单片机MK60DN512VLQ10KinetisAR-CortexM4为核心控制器，在IAR开发环境中进行软件开发，要求赛车在未知道路上沿着通线性CCD以最快的速度完成比赛。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

2、的行驶速度和可靠性，对比了不同方案的优缺点，并结合我们只做的波形上位机来调试图像信息，最终确定了现有的系统结构和各项控制参数。车模使用飞思卡尔加速度传感器MMA7361以及村田公司ENC-03陀螺仪进行硬件滤波，获取车模直立姿态。通过二轮差速进行车模的转向。关键词：Freescale，智能车，线性CCD，两轮子平衡目录第一章引言71.1智能车研究背景71.1.1发展历史71.1.2智能车研究方向71.1.3智能车研究前景81.2飞思卡尔智能汽车比赛介绍91.2.1飞思卡尔智能汽车竞赛简介91.2.2比赛

3、规则介绍101.2.3材料限制规定101.2.4有关赛场的规定111.2.5裁判及技术评判111.2.6分赛区、总决赛比赛规则121.2.7其他14第二章车模整体设计方案152.1两轮自平衡智能车整体框架152.2赛道信息识别15第三章车模机械设计173.1整体车照173.2车模连接处改造173.3车模编码器安装183.4陀螺仪与角度传感器安装位置203.5红外安装位置203.6车模整体硬件安装21第四章车模硬件电路设计214.1主控芯片214.2电机驱动模块224.3陀螺仪与角度传感器：244.4升压

4、电路254.5模型车主要技术参数说明26第五章软件设计265.1软件流程265.2附录代码：27参考文献46ABSTRACTInthebackgroundofthe7thNationalIntelligentCarContestforCollegeStudents,thisarticleintroducesthesoftwareandhardwarestructuresandthedevelopmentflowofthevehiclecontrolsystem.Thiscontestrequiresth

5、emodeltofinishtheraceasfastaspossiblewhilefollowingthelinearCCDimformationpassesthrough.WeadoptedC-typecarmodelprovidedbytheorganizingcommittee,usedthe32-bitMK60DN512VLQ10KinetisAR-CortexM4producedbyFreescaleSemiconductorCompanyasthecorecontroller,anddev

6、elopedundertheCodeWarriorIDE.Thewholesystemincludestheaspectsofthemechanismstructureadjustment,thesensorcircuitdesignandsignalprocess,controlalgorithmandstrategyoptimizationetc.Inordertoincreasethespeedandthereliabilityofthecar,theadvantageanddisadvantag

7、eofthedifferentschemesarecompared,andtestingwiththewavesoftwaremadebyourselftoanalysethelinearCCDimformation.Atlast,thecurrentsystemstructureandeachcontrolparametersaredetermined.Itcapturestheroadinformationthroughsensorsconsistofcapacitiesandinductors.A

8、nglesignalcanbegotthroughhardwarefilterwithNC-03,agyroscopeandMMA7361,a3-axisacceleratorproducedbyFreescale.ThemodelchangesitsdirectionbythedifferentialoftwowheelsKeywords:Freescale，intelligentvehicle,linearCCD,two-wheelse