飞思卡尔杯智能车竞赛报告总结
飞思卡尔智能车大赛技术报告
第九届“飞思卡尔”杯全国大学生智能车竞赛光电组技术报告学校：中北大学伍名称：ARES赛队员：贺彦兴王志强雷鸿队教师：闫晓燕甄国涌关于技术报告和研究论文使用授权的说明书本人完全了解第八届“飞思卡尔”杯全国大学生智能汽车竞赛关保留、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：2014-09-15日摘要本文介绍了第九届“飞思卡尔杯全国大学生智能车大赛光电组中北大学参赛队伍整个系统核心采用飞思卡尔单片机MC9S12XS128MAA ，利用TSL1401线性CCD 对赛道的行扫描采集信息来引导智能小车的前进方向。
机械系统设计包括前轮定位、方向转角调整，重心设计器件布局设计等。
硬件系统设计包括线性CCD传感器安装调整，电机驱动电路，电源管理等模块的设计。
软件上以经典的PID算法为主，辅以小规Bang-Bang算法来控制智能车的转向和速度。
在智能车系统设计开发过程中使用Altium Designer设计制作pcb电路板，CodeWarriorIDE作为软件开发平台，Nokia5110屏用来显示各实时参数信息并利用蓝牙通信模块和串口模块辅助调试。
关键字：智能车摄像头控制器算法。
目录1绪论 (1)1.1 竞赛背景 (1)1.2国内外智能车辆发展状况 (1)1.3 智能车大赛简介 (2)1.4 第九届比赛规则简介 (2)2智能车系统设计总述 (2)2.1机械系统概述 (3)2.2硬件系统概述 (5)2.3软件系统概述 (6)3智能车机械系统设计 (7)3.1智能车的整体结构 (7)3.2前轮定位 (7)3.3智能车后轮减速齿轮机构调整 (8)3.4传感器的安装 (8)4智能车硬件系统设计 (8)4.1XS128芯片介绍 (8)4.2传感器板设计 (8)4.2.1电磁传感器方案选择 (8)4.2.2电源管理模 (9)4.2.3电机驱动模块 (10)4.2.4编码器 (11)5智能车软件系统设 (11)5.1程序概述 (11)5.2采集传感器信息及处理 (11)5.3计算赛道信息 (13)5.4转向控制策略 (17)5.5速度控制策略 (19)6总结 (19)6.1效果 (20)6.2遇到的问题以及解决办法 (20)6.3队员之间的合作很重要 (21)附录 (22)源程序 (23)1绪论1.1 竞赛背景随着经济发展，道路交通面临新的问题和新的挑战。
智能汽车竞赛活动总结
智能汽车竞赛活动总结7月24日，第七届“飞思卡尔”杯全国大学生智能汽车竞赛在兰州交通大学完美谢幕，经过半年多的努力与学习，我校工业中心（3）队在这次竞赛中获得西部赛区光电组三等奖，虽然成绩不是很理想，但是从学习的角度上看，学生确实学到了不少新知识、也逐渐成长起来。
“飞思卡尔”杯是由教育部高等自动化专业教学指导分委员会主办的全国大学生智能汽车竞赛，该竞赛以智能汽车为研究对象的创意性科技，是面向全国大学生的一种具有探索性工程实践活动，是教育部倡导的大学生科技竞赛之一。
以“立足培养，重在参与，鼓励探索，追求卓越”为指导思想，旨在促进高等学校素质教育，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。
“飞思卡尔”杯智能汽车竞赛是涵盖自动控制、模式识别、传感技术、电子电气、计算机、机械与汽车等多学科专业知识的创意性比赛，融合科学性、趣味性和观赏性为一体。
至今我部已参赛两届，在全校形成了具有一定规模影响力，该竞赛给学生提供了广阔的学习空间，丰富了课外兴趣学识，增强了学生的动手能力，深受学生的喜爱。
参赛的是工业中心（3）队的光电组，在指导老师的带领下，队员间团结协作，紧密配合，包括前期准备、宣传，比赛以及赛后相关事宜都有条不紊地完成，同时十分感谢校领导及中心领导在此次赛事中的大力支持和帮助。
对于智能车的控制系统，采用freescale 16 位单片机mc9s12sx128 为核心控制器,利用16个红外光电传感器构成的光电传感器阵列采集路面信息,单片机获得传感器采集的路面信息和车速信息,经过分析后控制智能车的舵机转向,同时对直流电机进行调速,从而实现智能车沿给定的黑线快速平稳地行驶。
看似简单的控制思路制作实属不易，除了兴趣之外，学生必须花费大量的时间和精力攻克各自负责的模块。
在制作过程中主要做了三个方面的努力：1.单片机初始化模块，包括i/o模块、pwm模块、ad模块、计时器模块、定时中断模块初始化；2.实时路径检测模块，光电传感器检测黑线，将返回信号输入单片机的输入端口，经单片机内部ad转换，进行分析，得出合适的pwm信号控制舵机转向；3.舵机控制模块、驱动电机控制模块，通过直接输出pwm信号控制舵机和电机；5月初，完成了智能车的最初组装以及调试，小车在赛道上能缓慢行走，接下来对各个有效参数进行修改、调试，终于小车的速度和稳定性也有了明显的提升，最后在程序中写入起跑线的检测，基本任务也就完成了。
飞思卡尔智能车比赛总结
第五届飞思卡尔智能车竞赛总结经过的一个多月的紧张准备，这一届的比赛对于我们来说已经落下了帷幕，其中有困惑、有艰辛、有收获、有快乐。
无论结果如何，我们经历的这个过程也许是我们最大的收获。
回首初次接触小车，我们不了解小车的整个系统工作流程，不懂S12单片机的使用方法，不知道33886的驱动原理......于是，我们要做的只有去学习，去了解，去探索。
实验室成了我们的家，网络资源就是我们的百科全书，不懂就问，不会就查成为我们解决问题最佳的途径。
经过半个月的摸索，发现自己渐渐地入门了，回想起当初提出的一些问题真是有点白痴。
随着学习的不断深入，我们逐步的认识到团队合作的必要性，对于一个不大不小的工程来说“单打独斗”是不行的，只有依靠团队的力量，成员之间紧密配合但又要各有侧重，发挥自己的优势，这样才能在有限的时间内，使工作更快，更优地进行下去。
说到这次比赛，我们真是开阔了眼界，看到了和那些重点院校的差距，无论硬件还是软件，感觉他们都下了很大的功夫。
由于今年有两组比赛用的是新车，勇于开拓，大胆创新在他们的小车上体现得淋漓尽致。
凡是跑的流畅的小车，细看一下他们的机械结构都是动了“大手术”的，把非常“矫情”的舵机改装得“五花八门”，也许其中有些不是最佳效果，但敢于尝试，说明他们弄懂了其中的结构原理。
对于摄像头组我发现各个院校的小车在外观上没有特别创新的地方，也许对与摄像头组最大的挑战是软件部分，大量的数据如何适当的处理，寻迹算法怎样实现,还有道路预测等等问题都需要一一解决。
回过头来，看看我们自己的小车，真是感慨不已，有些感到捉襟见肘的同时，也带着那么一点自豪。
跟别的学校同学交流时，他们不住地为我们的“纯手工打造”而惊讶，为我们的成本低廉而赞叹。
当真正的走到赛场，我们的小车也并不比他们的跑的慢（用老车跑的两个队成绩也算是名列前茅了）。
但我们仍要清楚地看到我们的不足之处，新车的改动空间很大，摄像头这个历史问题我们势必要把它解决掉，小车的驱动也有待改进……现在比赛刚刚结束，我们要做的就是总结自己和别人的先进经验以及我们有待解决的问题，为我们下一届的比赛做些必要的沉淀和积累。
飞思卡尔智能车技术报告
第六届“飞思卡尔”杯全国大学生智能汽车邀请赛技术报告学校：队伍名称：参赛队员：带队教师：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“飞思卡尔”杯全国大学生智能汽车邀请赛关保留、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：摘要随着现代科技的飞速发展，人们对智能化的要求已越来越高，而智能化在汽车相关产业上的应用最典型的例子就是汽车电子行业，汽车的电子化程度则被看作是衡量现代汽车水平的重要标志。
同时，汽车生产商推出越来越智能的汽车，来满足各种各样的市场需求。
本文以第六届全国大学生智能车竞赛为背景，主要介绍了智能车控制系统的机械及硬软件结构和开发流程。
机械硬件方面，采用组委会规定的标准 A 车模，以飞思卡尔半导体公司生产的80管脚16 位单片机MC9S12XS128MAA 为控制核心，其他功能模块进行辅助，包括：摄像头数据采集模块、电源管理模块、电机驱动模块、测速模块以及无线调试模块等，来完成智能车的硬件设计。
软件方面，我们在CodeWarrior IDE 开发环境中进行系统编程，使用增量式PD 算法控制舵机，使用位置式PID 算法控制电机，从而达到控制小车自主行驶的目的。
另外文章对滤波去噪算法，黑线提取算法，起止线识别等也进行了介绍。
关键字：智能车摄像头图像处理简单算法闭环控制无线调试第一章引言飞思卡尔公司作为全球最大的汽车电子半导体供应商，一直致力于为汽车电子系统提供全范围应用的单片机、模拟器件和传感器等器件产品和解决方案。
飞思卡尔公司在汽车电子的半导体器件市场拥有领先的地位并不断赢得客户的认可和信任。
其中在8 位、16 位及32 位汽车微控制器的市场占有率居于全球第一。
飞思卡尔公司生产的S12 是一个非常成功的芯片系列，在全球以及中国范围内被广泛应用于各种汽车电子应用中。
2024年飞思卡尔智能车总结（四篇）
2024年飞思卡尔智能车总结关于飞思____智能车轨迹追踪竞赛飞思____智能车竞赛，由飞思____公司赞助，是一项全国本科院校共同参与的科技竞赛活动。
今年，安徽省有幸成为第____届省级赛区，我们专科院校也有幸参与其中。
基于专业的匹配，我们系在本专业中选拔了一些同学，我非常荣幸能与我的团队并肩合作。
由于我们学校初次参加，缺乏经验，指导老师正与我们一起逐步探索解决方案。
我们选择使用B型车进行光电寻迹任务。
根据任务需求，老师将其划分为几个关键模块（寻迹模块、电源模块、驱动模块、测速模块），我负责的是寻迹模块的构建。
起初，对于黑白寻迹，我仅感到“神秘”。
通过查阅资料和老师的指导，我理解了其寻迹原理。
这主要基于黑白颜色对光的反射差异（白色完全反射，黑色完全吸收）来识别黑白线。
由于我们之前未接触过传感器知识，对此领域略感模糊，因此我专门投入时间学习传感器，理解了其在电路中的功能。
接下来，我们面临材料选择的挑战，市场上的光电管种类繁多，各校使用的也不尽相同。
我们需要找到一款适合我们车辆的光电管。
我最初在网上找到一些电路图，并购买了一些光电管进行焊接，但结果并未达到预期。
我一度认为问题出在光电管上，但即使更换为光电发射与接收一体管，问题仍未解决。
在一段时间的停滞和反复试验后，我尝试调整了与接收管串联的电阻值（从10k改为100k），意外地提高了接收距离，达到十几厘米。
这仍不理想，因为为了防止光电管之间的相互影响，每个光电管都需要加上套管，而我们购买的光电管无法满足这一要求。
经过深入研究，查阅资料，以及反复实验，我们最终选择了____公司的光电管（型号）。
我想强调的是，他人的经验可以作为参考，但不一定适用于我们自身，就像我之前选择的光电管电路图，可能在某些情况下适用，但在我们的特定需求下并不理想。
在探索阶段，逐步实验始终是至关重要的。
确定光电管后，我们进入了电路焊接阶段。
我们借鉴了其他学校的经验，初步决定使用____来配置光电管。
2024年飞思卡尔智能车总结
2024年飞思卡尔智能车总结
2024年飞思卡尔智能车在技术、市场和发展方面取得了重要进展。
在技术方面，飞思卡尔智能车在感知、决策和控制方面取得了显著的提升。
通过引入先进的传感器技术、深度学习算法和决策系统，智能车能够更准确地感知周围环境，并作出更精准的决策。
此外，智能车的控制系统也得到了改进和优化，使得车辆在各种复杂的道路条件下能够更安全、稳定地行驶。
在市场方面，飞思卡尔智能车取得了良好的销售业绩和市场份额。
随着智能汽车的普及，越来越多的消费者开始关注智能车的安全性、效率和便利性。
飞思卡尔智能车凭借其卓越的技术和可靠的性能，获得了广大消费者的认可和信赖，进一步扩大了市场份额。
在发展方面，飞思卡尔智能车与各大汽车制造商、科技公司和城市机构建立了紧密的合作关系。
通过合作，飞思卡尔能够更好地了解市场需求，持续改进和创新智能车技术。
此外，飞思卡尔还积极参与智能交通系统和城市智能化建设，为城市提供更安全、高效的交通解决方案。
综上所述，2024年飞思卡尔智能车在技术、市场和发展方面都取得了显著的进展，为智能汽车行业的发展做出了积极贡献。
未来，飞思卡尔将继续致力于推动智能车技术的发展，为用户提供更智能、更安全的出行体验。
第 1 页共 1 页。
飞思卡尔智能车总结标准(2篇)
飞思卡尔智能车总结标准脚踏实地艰苦风斗我有幸能够参加____年全国点学生飞思____智能车竞赛，在这次竞赛中我们学到了很多，有专业方面的知识，比如单片机，各类传感器，不同芯片间的通信等等，也学会了一些书本上没有的东西，比如团队合作，如何网上购买到好的元器件，如何布局pcb板上各个元器件的位置等。
为了这次比赛，学校提前好久就开始准备了。
只是我们的课程比较多，平时去实验室的机会不是很多，为此我们也很伤脑筋。
终于等到寒假了，我们几个全身心的投入到这次比赛的准备中。
每天早上起来买点早餐就直奔实验室，白天动手做下硬件，晚上回到宿舍在就看下理论，联系编程。
这样的日子我们一点都没有感觉到累，每天都希望自己会学到更懂得东西，好似饿了许久的动物，得到了食物一般。
每天感觉都那么充实，想想大学里前两年学到的东西还没有那个寒假学到的东西多。
寒假里我们把历届的技术报告都看了看，这期间学到不少东西，尤其是对各类元器件的认识及使用。
真是受益匪浅。
接下来就是一些以前失败的经验，希望能有所参考。
比赛前在不注重实际赛道和自己练习赛道的区别，赛道一变，以前调试的结果都将无效。
所以，谨记一点，一定要吧硬件做好，比赛前一定好好利用好试车时间，多注意自己的赛道和比赛的赛道的区别，注意摩擦程度，光线的亮暗，空气的潮湿程度等。
其次是传感器的____，这次我们选用的是激光做传感器。
这个传感器相比其它传感器有很多优点，比光电的射的远，而且稳定性高，但是激光的很贵，所以提前一定要看好电路图，____一定要够稳固，不然后期传感器坏起来就头疼了。
我们以前有好多关键时刻传感器出问题失败的例子，不胜枚举，经验惨痛。
如果____不好，系统不够稳定，导致在比赛失败，而且平时调试浪费了好多宝贵的调试时间。
这一点，谨记，硬件固定一定要牢固。
其次是装配，各个模块间的连接线固定不牢靠。
使得导线接触不良，导致小车参赛时好几次冲出跑道（其中一个传感器的输入信号接触不良造成的）。
飞思卡尔智能车大赛总结
飞思卡尔智能车大赛总结刚进入高校半年，我就有幸参与飞思卡尔智能车竞赛。
说实话，刚报名参与这项赛事的时候我只是抱着奇怪的心态去参与，可是真的进入了这个团队的时候，我发觉这个活动是多么的吸引我，让我立刻在枯燥的学习生活中找到了乐趣。
活动现在也已经接近尾期了，回顾这一段时间在这个活动中所经受的，真是感慨万千啊。
刚进入飞思卡尔智能车竞赛的时候，由于有一些事儿，所以前两周就缺席了活动的前期培训，结果我被支配到了最终一组，最终一组的条件相对来说还是要差一点哎，当时我还挺懊丧的，可是转念一想也没什么，在哪一组都是学习的机会，即使条件再差，也要硬着头皮上，甚至要比其他组都做的更好，就像毛主席说的一句话，没有条件也要制造条件，这样想我的心情也好多了。
从这之间，我也领悟到了一个道理，没有什么事情都是根据你想的思路去进展的，对于许多的不确定因素，我们要敏捷的去处理，体验这种过程也是一种成长。
刚进入飞思卡尔智能车这个项目的时候，我对电子产品还不甚了解。
当我真正的接触到了之后，我发觉原来电子产品是这么的奇妙。
一些电子元件焊在一块小的电路板上，一块单片机，就构成了一个小小的系统，自己还可以给这个系统编入程序，让它根据你要求的指令你完成各项指令。
当老师给我们演示的时候，我当时就被深深的吸引了。
以前只是拿着做好的电子产品玩，连那些元器件也很少见，更没想到这些元器件的组合会那么的奇妙，以至于转变我们的世界，转变了我们的生活。
这次参与飞思卡尔智能车的竞赛，不仅让我学到了许多，而且也遇到一些挫折和麻烦。
在前期的培训中，各个不同专业的老师都来给我们辅导，给我们补习学问，说真的，当时参与这个活动的时候我们对这方面就是一张白纸。
从最基础的电子元器件的熟悉开头，到电路图、设计原理、焊接、再到后来kiel软件的运用和编程，虽然有许多我们现在都做的，运用的不太熟识，但是我还是很兴奋，由于它激发了我的爱好，特殊是焊接和编程这一块，使我的动手力量大大的提高了。
第八届飞思卡尔杯全国大学生智能车竞赛技术报告智能车飞凡队-hao
第八届“飞思卡尔”杯全国大学生智能汽车竞赛技术报告学校：北华航天工业学院队伍名称：飞凡队参赛队员：陈星赤马路遥苑召雄带队教师：李宗睿王喜斌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八届“飞思卡尔”杯全国大学生智能汽车邀请赛关保留、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：陈星赤马路遥苑召雄带队教师签名：李宗睿王喜斌日期：2013-8-13目录第一章、引言 (6)1.1飞思卡尔智能汽车比赛介绍 (6)1.1.1飞思卡尔智能汽车竞赛简介 (7)1.1.2比赛规则介绍 (7)第二章、系统总体方案原理及设计......................................................... - 9 -2.1 两轮自平衡智能车整体框架 ......................................................... - 21 -2.2自平衡直立行走控制三大模块 ..................................................... - 21 -2.3 车模平衡控制 ................................................................................. - 11 -2.3.1 车模直立控制原理 ..................................................................... - 11 -2.3.2车模倾角测量原理 ...................................................................... - 14 -2.4 车模速度控制 ................................................................................. - 17 -2.5 车模方向控制 ................................................................................. - 18 -2.6 车模直立行走控制算法总图 ......................................................... - 19 -2.7 PID控制原理.................................................................................. - 21 -第三章、车模硬件电路设计 ................................................................. - 23 -3.1 整体电路框图 ................................................................................. - 23 -3.2 ARM Cortex M4-飞思卡尔K60介绍与单片机最小系统 ............ - 24 -3.3 电源模块 ......................................................................................... - 24 -3.4电机驱动模块 .................................................................................. - 25 -3.5键盘及液晶显示 .............................................................................. - 26 -第八届全国大学生智能汽车邀请赛技术报告3.6角速度及倾角测量模块 .................................................................. - 27 -3.7循迹传感器线性CCD电路 .............................................................. - 30 -3.7.1线性CCD原理 ........................................................................... - 27 -3.7.1循迹传感器线性CCD接口电路 ............................................... - 27 -3.8测速电路 .......................................................................................... - 30 -第四章、机械机构设计及调整.............................................................. - 36 -4.1 车模简介 ......................................................................................... - 32 -4.2 硬件安装 ......................................................................................... - 33 -第五章、软件编写与调试..................................................................... - 36 -5.1 核心算法框架 ................................................................................. - 36 -5.2算法及其实现 .................................................................................. - 39 -5.2.1 初始化程序 ......................................................................... - 39 -5.2.2 传感器采集算法 ................................................................. - 39 -5.2.3 直立控制算法 ..................................................................... - 42 -5.2.4 方向控制算法 ..................................................................... - 43 -5.2.5 速度控制算法 ..................................................................... - 46 -5.2.6电机驱动信号汇总程序 ...................................................... - 48 -5.3 系统的开发环境与车模参数调试 ................................................. - 50 -5.4 现场运行测试 ................................................................................. - 55 -第六章、车模的主要技术参数说明....................................................... - 56 -6.1 智能车参数 ..................................................................................... - 56 -结论 ..................................................................................................... - 57 -目录参考文献.............................................................................................. - 58 -附录第一章引言1.1飞思卡尔智能汽车比赛介绍1.1.1飞思卡尔智能汽车竞赛简介飞思卡尔公司开发嵌入式解决方案的历史可追溯到50多年前，现在，已发展成为在20多个国家设有业务机构，拥有 20,000多名员工的实力强大的独立企业。
飞思卡尔杯智能车竞赛报告总结
1.1. 系统分析智能车竞赛要求设计一辆以组委会提供车模为主体的可以自主寻线的模型车，最后成绩取决于单圈最快时间。
因此智能车主要由三大系统组成：检测系统，控制系统，执行系统。
其中检测系统用于检测道路信息及小车的运行状况。
控制系统采用大赛组委会提供的16位单片机MC9S12XS128作为主控芯片，根据检测系统反馈的信息新局决定各控制量——速度与转角,执行系统根据单片机的命令控制舵机的转角和直流电机的转速。
整体的流程如图1.1，检测系统采集路径信息，经过控制决策系统分析和判断，由执行系统控制直流电机给出合适的转速，同时控制舵机给出合适的转角，从而控制智能车稳定、快速地行驶。
图2.11.2. 系统设计参赛小车将电感采集到的电压信号,经滤波,整流后输入到XS128单片机，用光电编码器获得实时车速，反馈到单片机，实现完全闭环控制。
速度电机采用模糊控制，舵机采用PD控制，具体的参数由多次调试中获得。
考滤到小车设计的综合性很强，涵盖了控制、传感、电子、电气、计算机和机械等多个学科领域，因此我们采用了模块化设计方法，小车的系统框图如图2.2。
第五届全国大学生智能汽车竞赛技术报告图2.21.3. 整车外观图2.31.4. 赛车的基本参数智能车竞赛所使用的车模是东莞市博思公司生产的G768型车模，由大赛组委会统一提供，是一款带有摩擦式差速器后轮驱动的电动模型车。
车模外观如图3.1。
车模基本参数如表3.1。
图3.1表3.1车模基本参数1.5. 赛车前轮定位参数的选定第五届全国大学生智能汽车竞赛技术报告现代汽车在正常行驶过程中，为了使汽车直线行驶稳定，转向轻便，转向后能自动回正，减少轮胎和转向系零件的磨损等，在转向轮、转向节和前轴之间须形成一定的相对安装位置，叫车轮定位，其主要的参数有：主销后倾、主销内倾、车轮外倾和前束。
模型车的前轮定位参数都允许作适当调整，故此我们将自身专业课所学的理论知识与实际调车中的赛车状况相结合，最终得出赛车匹配后的前轮参数[6]。
飞思卡尔智能车获奖感言
脚踏实地艰苦风斗我有幸能够参加2011年全国点学生飞思卡尔智能车竞赛，在这次竞赛中我们学到了很多，有专业方面的知识，比如单片机，各类传感器，不同芯片间的通信等等，也学会了一些书本上没有的东西，比如团队合作，如何网上购买到好的元器件，如何布局PCB 板上各个元器件的位置等。
为了这次比赛，学校提前好久就开始准备了。
只是我们的课程比较多，平时去实验室的机会不是很多，为此我们也很伤脑筋。
终于等到寒假了，我们几个全身心的投入到这次比赛的准备中。
每天早上起来买点早餐就直奔实验室，白天动手做下硬件，晚上回到宿舍在就看下理论，联系编程。
这样的日子我们一点都没有感觉到累，每天都希望自己会学到更懂得东西，好似饿了许久的动物，得到了食物一般。
每天感觉都那么充实，想想大学里前两年学到的东西还没有那个寒假学到的东西多。
寒假里我们把历届的技术报告都看了看，这期间学到不少东西，尤其是对各类元器件的认识及使用。
真是受益匪浅。
接下来就是一些以前失败的经验，希望能有所参考。
比赛前在不注重实际赛道和自己练习赛道的区别，赛道一变，以前调试的结果都将无效。
所以，谨记一点，一定要吧硬件做好，比赛前一定好好利用好试车时间，多注意自己的赛道和比赛的赛道的区别，注意摩擦程度，光线的亮暗，空气的潮湿程度等。
其次是传感器的安装，这次我们选用的是激光做传感器。
这个传感器相比其它传感器有很多优点，比光电的射的远，而且稳定性高，但是激光的很贵，所以提前一定要看好电路图，安装一定要够稳固，不然后期传感器坏起来就头疼了。
我们以前有好多关键时刻传感器出问题失败的例子，不胜枚举，经验惨痛。
如果安装不好，系统不够稳定，导致在比赛失败，而且平时调试浪费了好多宝贵的调试时间。
这一点，谨记，硬件固定一定要牢固。
其次是装配，各个模块间的连接线固定不牢靠。
使得导线接触不良，导致小车参赛时好几次冲出跑道（其中一个传感器的输入信号接触不良造成的）。
所以千万别忽略细节，各个连接一定要注意稳固。
飞思卡尔杯全国大学生智能汽车竞赛技术报告_摄像头组
第十届"飞思卡尔"杯全国大学生智能汽车竞赛技术报告第十届“飞思卡尔”杯全国大学生智能汽车竞赛技术报告学校：电子科技大学摘要本文设计的智能车系统以MK60DN512ZVLQ10微控制器为核心控制单元，通过CMOS摄像头检测赛道信息，使用模拟比较器对图像进行硬件二值化，提取黑色引导线，用于赛道识别；通过编码器检测模型车的实时速度，使用PID控制算法调节驱动电机的转速和转向舵机的角度，实现了对模型车运动速度和运动方向的闭环控制。
关键字：MK60DN512ZVLQ10，CMOS，PIDAbstractIn this paper we will design a smart car system based on MK60DN512ZVLQ10as the micro-controller unit. We use a CMOS image sensor to obtain lane image information. Then convert the original image into the binary image by the analog comparator circuit in order to extract black guide line for track identification. An inferred sensor is used to measure the car`s moving speed. We use PID control method to adjust the rotate speed of driving electromotor and direction of steering electromotor, to achieve the closed-loop control for the speed and direction.Keywords: MK60DN512ZVLQ10，CMOS，PID目录摘要 (II)Abstract (III)目录............................................................................................................................ I V 引言.. (1)第一章系统总体设计 (2)1.1系统概述 (2)1.2整车布局 (3)第二章机械系统设计及实现 (4)2.1智能车机械参数调节 (4)2.1.1 前轮调整 (4)2.1.2其他部分调整 (6)2.2底盘高度的调整 (7)2.3编码器的安装 (7)2.4舵机转向结构的调整 (8)2.5摄像头的安装 (9)第三章硬件系统设计及实现 (11)3.1 MK60DN512ZVLL10主控模块 (12)3.2电源管理模块 (12)3.3 摄像头模块 (14)3.4电机驱动模块 (15)3.5测速模块 (16)3.6陀螺仪模块 (16)3.7灯塔检测模块 (16)3.8辅助调试模块 (17)第四章软件系统设计及实现 (19)4.1赛道中心线提取及优化处理 (19)4.1.1原始图像的特点 (19)4.1.2赛道边沿提取 (20)4.1.3推算中心 (21)4.1.4路径选择 (23)4.2 PID 控制算法介绍 (23)4.2.1位置式PID (24)4.2.2增量式PID (25)4.2.3 PID参数整定 (25)4.3转向舵机的PID控制算法 (25)4.4驱动电机的PID控制算法 (26)第五章系统开发及调试工具 (27)5.1开发工具 (27)5.2上位机图像调试 (27)5.3SD卡模块 (27)5.3.1SD卡介绍 (27)5.3.2 SPI总线介绍 (28)5.3.3软件实现 (28)第六章模型车的主要技术参数 (30)结论 (31)参考文献 (I)附录A：电原理图 (II)附录B：程序源代码................................................................................................... I V引言随着科学技术的不断发展进步，智能控制的应用越来越广泛，几乎渗透到所有领域。
浅谈参加飞思卡尔智能车比赛的体会
浅谈参加智能车比赛的体会张摇（电子信息工程学院 12信本班）摘要：全国大学生智能汽车竞赛是以智能汽车为研究对象的创意性科技竞赛，是面向全国大学生的一种具有探索性工程实践活动，是教育部倡导的大学生的科技竞赛之一。
为了将所学知识用于实践并更好的掌握充实自已，提升综合能力，这个暑期留校参加培训并赴武汉参加华南赛区的比赛。
通过这次比赛收获很多，现将这次活动的内容汇报如下关键字：智能车、比赛一、实践时间：2014年6月20号——2014年7月24号二、实践经过：大二上学期报名参加飞思卡尔智能车实验小组的组建经过了一个学期的考核和选拔最终的遗留下并成为我校飞思卡尔实验室的第一批成员我倍感荣幸与兴奋。
一学期以来，我们把几乎所有的课余时间投入在了实验室，投入在了智能车上，即使期间遇到种种困难与挫折，甚至使我有过动摇，可我很自豪自己坚持下来了并最终成为众多参赛队伍中的一员20号暑期放假同学们都回家了我们18位小组成员留了下来为华南赛区的比赛做最后的冲刺与拼搏。
从7月中旬开始我们忙碌在充满挑战与合作的实验室里。
每天早上点到晚上22点除了吃饭、午休时间，都呆在了炎热的实验室。
由于我们是第一次做，一切从零开始，完全没有经验，在准备、装车以及调试过程中犯了种种错误，造成一些麻烦与损失。
比如不当的接线造成了电路板、电源、电机甚至单片机的烧坏与毁。
另外由于没有经验，一些易坏部件准备的不足，给比赛的最后准备阶段带来不少麻烦。
就我本人来说，由于调试不当使小车舵机损坏。
这样一来，这不仅造成了不必要的浪费，更让临近比赛的我万分焦虑，眼看别组的车都已经调试好可以完整跑完赛道而自己却又要一切从头开始，比赛日已临近，我的确很紧张。
可是我很快调整好自己的心态，与本组另一名队员仅用一下午的时间顺利完成了新车的组装任务。
第二天我带上新组装的光电车去向学长，老师们学习，与他们交流探讨，经过两天的交流最终在他们的实验室熬夜到凌4点终于将自己的车调试成功可以稳定跑完赛道。
智能车竞赛感想
智能车竞赛感想在几个月的的“飞思卡尔”智能车的制作和研究过程中，从赛道的电源制作、信号检测模块再到小车的主板的制作；从小车可以勉强跑动到尝试各种算法，分析其可行性来让小车得到提速。
我们一步一步地走过来，从中学到了不少的知识，总结了不少的经验。
在每个阶段中，我们都尽量地将小车改进和完善，争取达到最优效果。
在智能车的制作过程中，我们的小车曾经出现过很多问题，如小车在行驶的中途突然停车，起跑线判断出错，电机驱动烧毁，因为信号微弱经常冲出赛道等问题，或多或少拖慢了我们的进度，但经队员们不断的努力，和指导老师的帮助，我们从硬件和软件上做了一步步的改良和升级，渐渐对各模块有了深入的认识，对整体有了清晰的把握，我们在不断的前进的同时，小车也不断的加速前进。
从小车总体性能各因素考虑，小车系统分为采集、处理、控制三部分。
对于采集部分：由于电磁组特点决定了小车的前瞻比较小，而前瞻的大小对速度是有着很大的影响。
在这个过程中，我们分析了电感的各种摆放方式对磁场的检测结果。
电磁组的传感器的摆放具有比较大的灵活性，这是优点。
但对采集回来的信息如何进行有效处理是个难题。
由于我们对空间磁场的具体分布的认识不足，也没找到比较好的分析方法，只是运用最简单的左右手法则来确定。
这是我们队不足的地方，没有科学的分析方法。
关于处理和控制部分：传感器的摆放决定了控制算法。
由于没有太多的时间与分析，我们采用的是最简单的摆放方式，但也是很有效的方式，因为信号变化在区间内单调，而双排传感器的摆放能够得到一定的前瞻距离（电磁组的车长度不限）。
但长度不是越长越好，太长的话容易在过弯的时候检测到临近的赛道而冲出跑道。
在控制算法上，有待尝试多种思路进行比较。
当小车行驶较快的时候，机械问题突出，严重影响了小车的运行，制约了小车的提速空间。
一个成功的小车必有三个团结合作的伙伴，尺有所长，寸有所短，只有相互结合，互相合作我们才能走得更高更远。
我们小组有软件实力强的伙伴和硬件不错的，还有细心耐心自信的我，大家都喜欢实验，喜欢专业，想要了解更多知识，没事我给大家鼓劲加油，相互沟通，相互学习，整理学习资料，收集信息，虽然我们都还有许多不懂，但我相信，困难是暂时的，成功是必然的。
“飞思卡尔”杯的总结1
杨忠牛08年09月01号大三上学期报名参加了“飞思卡尔”杯智能汽车竞赛，从三月份开始，到七月底结束，历时五个月。
五个月来，用了不少的课余时间和精力，慢慢地掌握了HC12的基本开发方法，和队友们一起，克服了大量的困难，解决了许多突发的问题，成功地制成了比赛用车，参加了比赛，也取得了一定的成绩。
成绩不理想，但也来之不易，更重要的是在制作的过程中学到了许多东西，从制作本身，从队友身上，从老师身上。
同时也进一步地了解到了自身的不足和缺点，这对于我的成长来说应该是至关重要的。
现将制作过程中遇到的问题、相应的解决办法，以及一些需要注意的事项总结如下：一、概述成绩的好坏完全是由速度来决定的，所以我们制作的重点应该是很清晰的——尽可能地提高速度。
由日常的生活经验我们知道，要想速度快，就应该有好的加、减速性能，这是根本，如果能做到这一点，我们就能保证以比较快的速度跑完任意形状的赛道。
但如果只是加、减速比较快，我们也就只是能完成比赛，不大可能取得好成绩。
这就要求我们要在另一方面下大工夫——提高转向性能。
这应该是制作的重点。
二、车模部分车模的结构参数对整体性能的影响是不容忽视的。
好的物理特性可以让我们事半功倍。
这部分内容我不是很了解，也没有对车模本身做过多的改动。
一是当时没有想到，二是有条件调的时候基本上没有时间去调整了。
需要说明的一点，物理上的结构参数与程序的控制是相关的，我觉得不应该抱有先写好程序，再调车模的想法。
我们应该是先用一个简单的程序来调整车模，使其有最优的物理上的加减速性能和转向性能，然后再寻求软件控制的最优。
这样的话，我们就可以最大限度的提高其整体性能。
三、主电路部分主电路不是我做的，但是我基本上参与了电路制作的整个环节，从简单的万用板试车到最后板子的改动。
这部分给我印象比较深的有以下几点：1、基本上不用考虑功耗问题。
比赛时可以换电池，一圈也就几十秒，只要瞬时功率不是太大，根本就不用考虑这方面的问题。
飞思卡尔技术报告个人小结
飞思卡尔技术报告个人小结读技术报告个人小结最近这段时间读了一些关于智能车的技术报告，现在我最大的感觉就是对智能车有了新的较为全面的一些了解，当然这也只是对智能车构造有了一些认识，不再像以前只是知道智能车的存在。
在读技术报告的过程中，我有了自己的收获，同时也了解到了现在自身存在的问题。
首先我想将自己所读技术报告中的一些关键技术做一个简单的总结。
电磁组一．智能车机械结构调整与优化关于智能车前轮定位的调整存有以下几个参数。
主销内倾和主销后复以都存有并使汽车转为自动回缩，维持直线高速行驶的功能。
不同之处就是主销内倾的回缩与车速毫无关系，主销后倾的回缩与车速有关，因此高速时主销后倾回正促进作用小，低速时主销内倾的回缩促进作用小。
前轮聚润的促进作用就是确保汽车的高速行驶性能，增加轮胎的磨损。
前轮在翻转时，其惯性力自然将轮胎向内偏移，如果聚润适度，轮胎翻转时的偏移方向就可以抵销，轮胎内外侧磨损的现象可以增加.关于舵机的安装可以使用站立式。
系统执行一个周期所用的时间为5ms左右，舵机作出响应需要十多毫秒的时间，提高系统反应速度唯一的时间瓶颈是舵机的响应时间。
因此，不断优化舵机控制策略是令智能车平稳高速行驶的有效方法。
在模型车制做过程中，赛车的转向是通过舵机带动左右横拉杆来实现的。
转向舵机的转动速度和功率是一定，要想加快转向机构响应的速度，唯一的办法就是优化舵机的安装位置和其力矩延长杆的长度。
由于功率是速度与力矩乘积的函数，过分追求速度，必然要损失力矩，力矩太小也会造成转向迟钝，因此设计时就要综合考虑转向机构响应速度与舵机力矩之间的关系，通过优化得到一个最佳的转向效果。
经过最后的实际的参数设计计算，最后得出一套可以稳定、高效工作的参数及机构。
为了达至较离前瞻，必须把电感架至很远的边线，可以引发车战略重点特别依靠前，后轮正压力严重不足引致漂移。
为了并使战略重点科玄珠，可以通过调整传感器支架的构建方式，使确保结构平衡的前提下尽量减低重量。
飞思卡尔智能车竞赛参赛报告
目录第一章引言 (2)1.1智能车的现状及发展 (2)1.2飞思卡尔智能车竞赛的背景及发展 (2)1.3本文的概况及结构安排 (3)第二章智能车方案设计 (4)2.1智能车设计的基本要求 (4)2.2方案的对比与选择（光电与摄像头的选择） (4)2.3整体框架及车模参数 (4)第三章硬件设计 (6)3.1MC9SDG128B的最小系统及接口设计 (6)3.2电源管理及分布 (7)3.3传感器布局 (8)3.3.1 红外布局 (8)3.3.2 测速模块 (9)3.4电机驱动模块 (10)3.5舵机驱动模块 (11)第四章机械结构调整 (12)4.1前轮定位 (12)4.2后轮差速机构调整 (12)4.3车盘底座的调整 (13)第五章软件设计 (13)5.1初始化模块 (15)5.1.1 时钟初始化 (15)5.1.2 串口初始化 (15)5.1.3 AD初始化 (16)5.1.4 PWM初始化 (17)5.2智能车系统的控制策略设计及实现 (19)5.2.1 道路信息采集策略 (20)5.2.2 处理当前数据 (21)5.2.3 方向控制策略 (23)5.2.4 速度控制模块 (24)5.3PID参数的整合 (24)第六章硬件软件设计辅助软件 (26)6.1硬件设计辅助软件P ROTEL DXP (26)6.2软件调试软件CODE WARRIOR (27)第七章总结 (30)7.1总结 (30)附录 (31)第一章引言1.1 智能车的现状及发展汽车工业发展已有100多年的历史。
自20世纪80年代以来，智能控制理论与技术在交通运输工程中越来越多的被应用，在这一背景下，智能汽车的概念应运而生。
所谓智能汽车，就是在网络环境下用信息技术和智能控制技术武装的汽车。
智能汽车是一种高新技术密集的新型汽车，研究人员正从智能汽车的信息系统、控制系统、网络环境及智能结构等几个方面进行研究。
智能汽车的设计和开发，将从根本上改变现有汽车的信息采集处理、数据交换、行车导航与定位、车辆控制的技术方案与体系结构。
第五届飞思卡尔杯全国大学生智能汽车竞赛技术报告
第五届全国大学生智能汽车邀请赛技术报告第五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“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。
其设计内容涵盖了控制、模式识别、传感技术、汽车电子、电气、计算机、机械、能源等多个学科的知识，对学生的知识融合和实践动手能力的培养，具有良好的推动作用。
智能小车系统由HCS12微控制器、电源管理单元、路径识别电路、车速检测模块、舵机控制单元和直流驱动电机控制单元组成。
本系统以飞思卡尔公司的16位微处理器MC9S12XS128为控制核心，并采用CodeWarrior软件编程和BDM作为调试工具。
运用激光发射强大光线，使用采集光敏传感器AD值进行道路信息采集，并采用PWM技术来控制舵机的转向和电机转速。
舵机控制主要采用PWM信号开环控制,而速度控制方面，由数据表来设定速度，PID控制来调整速度。
通过将总线频率超频到40M来更快更准确地进行控制。
各个部分经过MCU的协调处理，能够以较快的速度在指定的轨迹上行驶，在进弯道之前能够提前减速并改变角度，达到平滑过弯和减小路程的效果。
在前几个月的努力中，我们自主设计机械结构和控制电路，构思独特算法，并一次次地对单片机具体参数进行调试。
可以说，这辆在跑道上奔驰的小车凝聚着我们的汗水和智慧。
在准备比赛的过程中，我们小组成员涉猎多个学科，这次磨练对我们的知识融合和实践动手能力的培养有极大的推动作用。
第五届全国大学生智能汽车邀请赛技术报告第二章方案选择第二章方案选择智能汽车比赛以快速平稳地完成赛程作为目标，这就要求赛车能够快速准确地检测跑道路径，及时做出合理的控制并迅速执行。
飞思卡尔杯全国大学生智能汽车竞赛技术报告_电磁组
参赛队员签名： 带队教师签名： 日
刘凯 杨珏
期：2015 年 8 月 19 日
引言
引言
自从第五届出现磁导组开始到今年第十届比赛，电磁小车已经在智能车的 赛道上奔驰了 6 年，从第六届取消了前瞻长度的限制，电磁车速度开始有了质 的飞跃，第七届改成直立状态行走后，虽然对速度有一定的影响，但也以其独 特魅力和新的技术挑战让参赛者向往不已， 第八届改回四轮行进方式并采用了 A 车模，小车的速度再次出现大幅提升。到如今第十届同样是四轮行进并采用了 B 车模进行双车追逐，小车的观赏性与难度都增加许多。经过六年的探索，电磁 小车的传感器及传感器布局都已经几近相同，考验车手的更多的将是细节和控 制算法。 本文中，我们小组通过对小车设计制作整体思路、电路、算法、调试、车 辆参数的介绍，详尽地阐述了我们的思想和创意，具体表现在电路的创新设计， 以及算法方面的独特想法，而对单片机具体参数的调试也让我们付出了艰辛的 劳动。这份报告凝聚着我们的心血和智慧，是我们共同努力后的成果。 在准备比赛的过程中，我们小组成员涉猎控制、模式识别、传感技术、汽 车电子、电气、计算机、机械等多个学科，这次磨练对我们的知识融合和实践 动手能力的培养有极大的推动作用，在此要感谢清华大学，感谢他们将这项很 有意义的科技竞赛引入中国；也感谢北京科技大学相关学院对此次比赛的关注， 我们的成果离不开学校的大力支持及指导老师悉心的教导；还要感谢的是和我 们一起协作的队员们，协助，互促，共勉使我们能够走到今天。
-1-
第十届全国大学生智能汽车总决赛赛技术报告
目录
引言 ...................................................................................................... - 1 目录 ...................................................................................................... - 2 第一章 方案设计 ................................................................................. - 5 1.1 系统总体方案的设计 ........................................................................ - 5 1.2 系统总体方案设计图 ........................................................................ - 5 第二章 智能车机械结构调整与优化 .................................................... - 7 2.1 智能车车体机械建模 ........................................................................ - 7 2.2 智能车前轮定位的调整 .................................................................... - 8 2.2.1 主销后倾角 ............................................................................ - 9 2.2.2 主销内倾角 ............................................................................ - 9 2.2.3 车轮外倾角 .......................................................................... - 10 2.2.4 前轮前束 ............................................................................. - 10 2.3 智能车转向机构调整优化 .............................................................. - 11 2.4 智能车后轮减速齿轮机构调整 ...................................................... - 12 2.5 编码器的安装 ................................................................................. - 13 2.6 智能车重心位置的调整 ................................................................. - 14 2.7 其它机械结构的调整 ...................................................................... - 14 第三章 电路设计说明........................................................................ - 15 3.1 主控板和驱动板的硬件设计 ......................................................... - 15 3.1.1 电源管理模块 ..................................................................... - 15 3.1.2 电机驱动模块 ..................................................................... - 16 -2-
第二届“飞思卡尔”杯全国大学生智能汽车邀请赛技术报告
第二届“飞思卡尔”杯全国大学生智能汽车邀请赛技术报告学校：北京科技大学天津学院队伍名称：北京科技大学天津学院二队参赛队员：张素杰程诚王醒带队教师：罗富臣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二届全国大学生“飞思卡尔”杯智能汽车竞赛关保留、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：张素杰程诚王醒带队教师签名：罗富臣日期：2007.8.17摘要本文详细介绍了我们为第二届全国智能车大赛而准备的智能车系统方案。
该系统以Freescale16位单片机MC9S12DG128作为系统控制处理器，采用激光传感器对赛道信息进行采集，并通过赛道记忆方法对赛道信息进行记录，反馈回给电机和舵机，在第二圈中达到校正。
通过欧姆龙光电编码器获取小车速度，进行速度反馈处理，最后利用PID控制方式作为了最终的选择。
文中还将介绍赛车传感器布置及安装方法，自制电路主板、赛道记忆算法及开发出的调试系统，还将介绍机械结构和调整方法，及舵机安装方式。
关键词：激光传感器、控制策略、速度传感器、赛道记忆AbstractThis paper introduces us to the second session of the National Smart car racing prepared smart car system plan. The system Freescale16 MC9S12DG128 bit extreme but as a system control processor, Using modulation laser sensors to track information Acquisition, through the memory circuit and method for information on the track record, feedback back to the motor and steering, The second lap achieve Correction. Omron through photoelectric encoder speed access Trolley, Speed feedback processing. Finally PID control as a means to the ultimate choice. The article will introduce the car sensor layout and installation methods, Self-made circuit board, the circuit memory algorithm and the development of the system debugging, also introduced mechanical structure and adjustment methods, and installation Rudder.Key word：Laser Sensor, Control Strategy, speed sensor circuit memory目录第一章引言 (1)1.1 比赛背景介绍 (1)1.2 方案介绍 (1)1．3本文结构 (1)第二章赛车系统整体设计 (2)2．1系统硬件结构设计 (2)第三章光电传感器 (3)3．1传感器选型 (3)3．2 传感器排布 (3)第四章主控板硬件电路设计 (5)4.1电源模块 (5)4.2电机驱动模块 (6)4.3硬件抗干扰措施 (7)4.4印制电路板可靠性和抗干扰设计 (8)4.5主控板的安装 (8)第五章电机驱动模块 (9)5.1 硬件电路设计 (9)5.2 驱动电机性能测试 (9)5.3 程序代码 (10)第六章舵机驱动模块 (14)6.1硬件电路设计 (14)6.2程序代码 (14)第七章速度传感器 (16)7.1传感器设计及安装 (16)7.2 硬件电路设计 (16)7.3 软件设计 (17)7．4速度传感器准确性测试 (18)7.5 安装方式 (18)第八章赛道记忆 (19)8．1智能车运动状态实时监测系统总述.................................19. 8．1．1系统整体硬件架构 (19)8．1．2系统整体软件架构 (20)8．2起跑信号发送装置 (21)8．2．1起跑信号发送装置工作原理 (21)8．3车载数据采集系统设计及实现 (22)8．4机数据接收处理系统设计及实现 (22)8．5手持数据接收及监测系统设计及实现 (23)8.6动态数据接收及显示模式 (24)第九章赛车机械结构调整 (25)9．1舵机安装调整 (25)9．2前轮倾角的调整 (25)第十章总结 (26)10.1比赛准备阶段 (26)10.2激光传感器设计 (26)10.3赛道记忆控制策略及开发的赛车运动状态实时监测系统 (26)10.4设计中存在的问题……………………………………………26.10.5未来寄语 (27)第一章引言1.1 比赛背景介绍受教育部高等教育司委托，高等学校自动化专业教学指导分委员负责主办全国大学生智能车竞赛。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
1.1. 系统分析智能车竞赛要求设计一辆以组委会提供车模为主体的可以自主寻线的模型车，最后成绩取决于单圈最快时间。
因此智能车主要由三大系统组成：检测系统，控制系统，执行系统。
其中检测系统用于检测道路信息及小车的运行状况。
控制系统采用大赛组委会提供的16位单片机MC9S12XS128作为主控芯片，根据检测系统反馈的信息新局决定各控制量——速度与转角,执行系统根据单片机的命令控制舵机的转角和直流电机的转速。
整体的流程如图1.1，检测系统采集路径信息，经过控制决策系统分析和判断，由执行系统控制直流电机给出合适的转速，同时控制舵机给出合适的转角，从而控制智能车稳定、快速地行驶。
图2.11.2. 系统设计参赛小车将电感采集到的电压信号,经滤波,整流后输入到XS128单片机，用光电编码器获得实时车速，反馈到单片机，实现完全闭环控制。
速度电机采用模糊控制，舵机采用PD控制，具体的参数由多次调试中获得。
考滤到小车设计的综合性很强，涵盖了控制、传感、电子、电气、计算机和机械等多个学科领域，因此我们采用了模块化设计方法，小车的系统框图如图2.2。
第五届全国大学生智能汽车竞赛技术报告图2.21.3. 整车外观图2.31.4. 赛车的基本参数智能车竞赛所使用的车模是东莞市博思公司生产的G768型车模，由大赛组委会统一提供，是一款带有摩擦式差速器后轮驱动的电动模型车。
车模外观如图3.1。
车模基本参数如表3.1。
图3.1表3.1车模基本参数1.5. 赛车前轮定位参数的选定第五届全国大学生智能汽车竞赛技术报告现代汽车在正常行驶过程中，为了使汽车直线行驶稳定，转向轻便，转向后能自动回正，减少轮胎和转向系零件的磨损等，在转向轮、转向节和前轴之间须形成一定的相对安装位置，叫车轮定位，其主要的参数有：主销后倾、主销内倾、车轮外倾和前束。
模型车的前轮定位参数都允许作适当调整，故此我们将自身专业课所学的理论知识与实际调车中的赛车状况相结合，最终得出赛车匹配后的前轮参数[6]。
1.5.1. 主销后倾角主销后倾角是指在纵向平面内主销轴线与地面垂直线之间的夹角γ，如图3-2。
模型车的主销后倾角可以设置为0、 2°〜3°、 4°〜6°，可以通过改变上横臂轴上的黄色垫片来调整，一共有四个垫片，前二后二时为0°，前一后三为2°〜3°，四个全装后面时为4°〜6°。
由于主销后倾角过大时会引起转向沉重，又因为比赛所用舵机特性偏软，所以不宜采用大的主销后倾角，以接近0°为好，即垫片宜安装采用前二后二的方式，以便增加其转向的灵活性。
如图3.3。
图3.2 图3.31.5.2. 主销内倾角主销内倾角是指在横向平面内主销轴线与地面垂直线之间的夹角β，如图3.4,它的作用也是使前轮自动回正。
对于模型车，通过调整前桥的螺杆的长度可以改变主销内倾角的大小，由于前轴与主销近似垂直的关系，故主销内倾角第三章赛车机械结构与参数调整与车轮外倾角关系密切。
实际调试过程中，一般为了找寻合适的车轮外倾角而改变主销内倾角度。
最终确定的角度为4°〜5°。
图3.41.5.3. 前轮外倾角前轮外倾角是指通过车轮中心的汽车横向平面与车轮平面的交线与地面垂线之间的夹角α，如图3.5，实际汽车一般采用正外倾，即从正面看车轮呈现"八"字。
主要目的是为承载车辆车轮磨损均匀，并有一定的回正力矩，尤其适用于城市排水街道的拱形路面。
模型车没有提供专门的外倾角调整配件，一般情况下由主销内倾角决定。
鉴于比赛中赛车经常出现的急弯，车轮适当的内倾对改善转向特性有很明显的效果。
前轮外倾角和主销内倾角近似相同，调定采用4°左右的内倾角。
图3.51.5.4. 前轮前束所谓前束是指两轮之间的后距离数值与前距离数值之差，如图3.6，也指前轮中心线与纵向中心线的夹角。
习惯上沿赛车行进方向俯视，两前轮呈内八字即第五届全国大学生智能汽车竞赛技术报告前端小后端大的称为"前束"，反之则称为"后束"。
其主要作用是减少对有外倾的汽车轮胎的磨损、而对于车轮内倾的赛车，要有相应的后束才能保证轮胎向前滚动而不会滑动，轮胎磨损均匀。
我们采用的后束基本有3mm左右。
图3.61.6. 赛车后轮减速器差速机构调整模型车采用大赛组委会统一采用的RS-380SH电机驱动，电机轴与后轮轴之间的理想传动比为18：76(电机轴齿轮齿数为18，后轴传动齿数为76〕。
减速器对车模的驱动能力有很大的影响。
齿轮啮合不恰当，会大大降低电机驱动效率，严重影响最终成绩。
调整的一般原则是：两传动齿轮轴保持平行，齿轮齿顶系数、重合度等要适当，齿顶宽要在保证一定范围。
齿轮轴不平行，会使阻力陡增，轮齿不正常磨损，电机抖动等；齿轮啮合过松容易打齿，过紧则会增加齿轮磨损，齿顶变尖，最终都使传递效率降低，噪音增大；重合度小的啮合噪音严重，动力波动很大，赛车会出现跳动。
判断齿轮传动是否良好的依据是，听一下电机带动后轮空转时的声音。
声音剌耳响亮，说明齿轮间的配合间隙过大，传动中有打齿现象；声音闷，则说明齿轮间的齿顶间隙过小，若同一控制量下转速明显低则可能是齿轮轴不平行，要更换后轴或重新固定电机以改善同轴度。
调整好的齿轮噪音很小，调速过程中也不会有碰撞杂音，跑动中也无任何杂音，达到"润物细无声"的境界。
差速器对车模的转向灵活性，直线行驶稳定性等影响较大。
差速器调整不第三章赛车机械结构与参数调整当，过松会严重影响驱动能力，尤其原地起步时滑动严重，噪声大；过紧则转向不灵活，甚至无法滚动过弯，全靠车轮的侧滑使车体通过弯道，致使转弯半径增加，对速度提升不利。
理想差速器应为两轮不转则主减速齿轮不会转动，一轮抱死另外一轮以双倍驱动轴转速旋转，驱动轴不转，左右两轮旋转任意某个，另一个会等速反转，无延时和角度偏差，声音和顺。
对此，我们尝试了各种磨损程度的摩擦环与主减速器上均布的滚珠配合，终于得出一些经验：新车的差速普遍好，关键在于滚珠突出、摩擦环平整；对于有磨损的摩擦环，应与旧主减速器配合使用。
同时，一副好的差速，最好不要单独更换其中某一部件。
否则会使磨损加剧，影响差速器整体寿命。
1.7. 赛车其他重要参数的调整智能车在比赛中要保持高速行驶状态，故对赛车操纵稳定性要求很高，尤其是重心位置与质量分布，悬架刚度等，对于坡路，还要考虑到车辆的通过性要求。
因此，我们在组装车模时充分考虑小车的整体性能，重心偏后而且低些，对小车行驶稳定性提升很有帮助，我们通过更换前轮减震弹簧刚度、长度等，与轮胎搭配调试出比较合适的刚度比；在保证通过性的前提下，力求将重心降到最低，而重心降低则用调整垫片、更换后轴的轴承座即调整电池座等，实现小车性能要求；前轮减震弹簧刚度较小时，转向时前轮跳动较小，转向平顺，而后悬架纵向刚度调的较大以保证驱动轮传递动力的稳定性，横向刚度需向车模添加弹簧以改善后轴侧偏特性，同时大刚度对直线行驶能力有所帮助，但经过突起时后轮跳起严重，最终我们采用过突起减速的控制策略。
1.8. 传感器、主板的固定和舵机的架设传感器的固定主要包括电感PCB板和光电编码器两者的固定。
PCB板的固定既要考虑前瞻性，又要考虑小车的通过性。
因此我们用自己做的铝架将PCB板固定在小车前端，距离地面有一定高度，避免小车过坡时PCB 板碰到坡道，而且此时采集到的信号也满足控制要求。
如图3.7。
第五届全国大学生智能汽车竞赛技术报告图3.7光电编码器的安装精度要求较高，编码器轴与赛车后轴平行，通过齿轮与赛车差速器相啮合。
用组委会提供的旧电机上自带的齿轮进行改造后固定在编码器上，由于该齿轮不仅模数与差速器齿轮相同，而且反馈回来的是电机的实际转速，使得速度控制的程序可读性增强很多。
编码器最终用铝板支架固定于赛车尾部。
如图3.8。
图3.8电路板设计成与车底盘形状接近的梯形。
安装时为防止静电干扰，用垫片将其抬离底盘表面一定距离。
最终用三个螺钉稳定地固定在底盘中前端，舵机后侧的空间内，如图3.9。
舵机依旧沿用去年第四代爱德车的舵机架固定，只是增加了两个固定螺钉，通过旋紧度，还能微调赛车前轮内倾角度，使调整机械更细化，赛车的性能更稳定。
图3.10。
图3.9 图3.10系统的硬件电路分为主控板和电机驱动两大部分，下面对两大部分分模块进行详述。
1.9. 主控板主控板主要由电源模块、传感器信号采集（AD）、及其他模块（电机、舵机控制、无线模块）接口组成，实现信号采集和处理、输出控制及为系统提供稳定的工作电压。
1.9.1. 单片机最小系统MC9S12XS128使用的是龙丘的成品，故外围电路无须另行设计，在此不赘述，单片机各个端口分配情况如表4-1所示：表4.1 单片机端口分配表1.9.2. 电源模块的设计稳定的电源对于一个控制系统来说非常重要，关系到整个系统是否能够正常而稳定的工作，因此在设计控制系统时为每个工作系统设计了合适的电源。
第四章电路设计说明由于智能车竞赛要求车模用7.2V 2000mAh Ni-Cr电池供电，而单片机、光电编码器以及传感器等均需要5V的供电电压，伺服电机工作电压4V-6V（电压越大伺服电机反应时间越短），直流电机可以直接由提供的电池供电，因此智能车电压调节电路如图4.2所示：图4.25V电源模块用于给单片机、传感器等供电，由于低压差线性稳压芯片LP3853ES-5.0的纹波电压小，能对负载的变化迅速作出调整，适合为微处理器供电，故采用如下电路搭建了5V稳压电路图4.3无线模块所要求的电压为3.3V，采用了低压差降压稳压芯片LD1117-3.3来为无线模块供电，在压差为1V左右就能输出3.3V电压，最大输出电流为800mA，能够满足需求，其典型应用电路如图4.4所示：第五届全国大学生智能汽车竞赛技术报告图4.46V 电源模块用于给舵机供电。
赛车调试过程中发现，若直接用电池给舵机供电，虽然舵机反应迅速，但电机驱动时对电源的电流冲击会是电源电压波动，导致舵机在给定打角时仍然会出现左右频摆的现象。
故采用AMS1117-ADJ稳压芯片，其最大输出电流为1A，满足需求。
应用电路如4.5所示：图4.5电机通过驱动芯片获得电压，具体将在电机驱动模块进行叙述，在此不再赘述。
1.9.3. 信号采集模块所选传感器为10mH工字型电感，经过简单滤波后经三极管放大，再经过整第四章电路设计说明流后直接由单片机内部AD采集信号，所用电路图4.6：图4.61.9.4. 无线模块在调试赛车的过程中，经常需要查看某些参数和变量值，虽然通过BDM可以实时的在电脑上看全局变量的值，但是在赛车跑动时非常不方便，特别是当车速较高时更加困难。