第十届全国大学生“飞思卡尔”杯华
北赛 智能汽车竞赛
技 术 报 告
目 录
目 录 .............................................................................................................................. 1 第一章 方案设计 ........................................................................................................... 1 1.1系统总体方案的选定 .............................................................................................. 1 1.2系统总体方案的设计 .............................................................................................. 1 1.3 小结 ........................................................................................................................... 2 第二章 智能汽车机械结构调整与优化 ..................................................................... 3 2.1智能汽车车体机械建模 .......................................................................................... 3 2.2 智能汽车传感器的安装 ......................................................................................... 4
2.2.1速度传感器的安装 ......................................................................................... 4
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2.2.2 线形CCD的安装 ......................................................................................... 5 2.2.3车模倾角传感器 ............................................................................................ 5 2.3重心高度调整 ........................................................................................................... 5
2.3.1 电路板的安装 ............................................................................................... 6 2.3.2 电池安放........................................................................................................ 6 2.4 其他机械结构的调整 ............................................................................................. 6 2.5 小结 ........................................................................................................................... 6 第三章 智能汽车硬件电路设计 .................................................................................. 7 3.1主控板设计 ............................................................................................................... 7
3.1.1电源管理模块 ................................................................................................ 7 3.1.2 电机驱动模块 ............................................................................................... 8 3.1.3 接口模块........................................................................................................ 9 3.2智能汽车传感器 ..................................................................................................... 10
3.2.1 线性CCD传感器 ....................................................................................... 10 3.2.2 陀螺仪 .......................................................................................................... 10 3.2.3 加速度传感器 ............................................................ 错误！未定义书签。 3.2.3 编码器 .......................................................................................................... 11 3.3 键盘，数码管 ....................................................................... 错误！未定义书签。 3.4液晶屏 ..................................................................................................................... 12 3.5 小结 ......................................................................................................................... 12 第四章 智能汽车控制软件设计 ................................................................................ 13 4.1线性CCD传感器路径精确识别技术 ................................................................. 13
4.1.1新型传感器路径识别状态分析 ................................................................. 14
4.1.2 线性CCD传感器路径识别算法 .............................................................. 15 4.2弯道的处理 ............................................................................................................. 15
4.2.1弯道策略分析 .............................................................................................. 15 4.3 对速度的闭环控制 ................................................................................................ 16 4.4障碍的处理 ............................................................................................................. 17 4.5小结.......................................................................................................................... 17 第五章 开发工具、制作、安装、调试过程 ........................................................... 18 5.1 开发工具 ................................................................................................................ 18 5.2 调试过程 ................................................................................................................ 18 第六章 模型车主要参数 ............................................................................................ 18 6.1 智能汽车外形参数 ................................................................................................ 18 6.2 智能汽车技术参数 ................................................................................................ 18 结 论 ....................................................................................................................... 20 参 考 文 献 ................................................................................ 错误！未定义书签。
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第一章 方案设计
本章主要介绍智能汽车系统总体方案的选定和总体设计思路，在后面的章节中将整个系统分为机械结构、控制模块、控制算法等三部分对智能汽车控制系统进行深入的介绍和分析。
1.1系统总体方案的选定
本届智能汽车大赛光电组比赛对传感器有着严格的规定，用到了线性ccd,但是由于需要镜头成像，所以会带来成像失真，静电干扰严重等问题。由于平衡车的特殊性，车身在循迹前进的过程中，必须保持车身的平衡。根据最基本保持车身平衡的基本原理，我们需要知道车身当前的角度和角速度。因此在保持车身平衡方面，我们确定以加速度计作为角度传感器，陀螺仪作为角速度传感器。另外，车身转向控制方面，我们组没有使用陀螺仪作为转向反馈。这样会让车转弯不连续和平滑，最重要的是限制了车模的速度，不用转向陀螺仪车模的极限速度大概率在一米三左右。有了转向的陀螺仪可以2米以上。
1.2系统总体方案的设计
遵照本届竞赛规则规定，智能汽车系统采用飞思卡尔的32位微控制器MK60DN256ZVLL10单片机作为核心控制单元用于智能汽车系统的控制。线性CCD采集赛道明暗信息，返回到单片机作为转向控制的依据。加速度计&陀螺仪返回的模拟信号作为车身当前角度的信号。主控输出PWM波控制电机的转速以保持车身的平衡和锁定赛道。同四轮车不同，平衡组需要使用左右轮的差速来转弯。为了控制的准确性和快速性，我们使用编码器作为速度传感器。编码器返回的信号可以形成闭环，使用PID控制电机的转速。平衡组强烈的加减速会导致车身的倾角剧烈的变化，这并不利于车
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飞思卡尔智能车光电组技术报告 - 图文
