第二届全国大学生“飞思卡尔杯”智能汽车竞赛背景介绍概要
第二届飞思卡尔智能车竞赛北方赛区技术交流
D.切换控制的控制方案
根据CCD图像传感器是别的路径结果， 定制了不同路径情况下的控制器，根据路 径决策的结果进行不同控制器之间的切换。 以下是其决策框图：
2007-1-29
东北大学 王明顺
33
视频 识别
位置
+ -
控制器 反馈
舵机
+ + + -
控制器1 控制器2 电机
控制器3 反馈
2007-1-29
关于舵机控制的改进说明
采用不同的电压等级
机械结构上变化
2007-1-29
东北大学 王明顺
19
关于智能车的转速测量
转速测量在电机速度控制中起着重要作用。 通常的转速测量方式有以下几种，可以依据实际 情况进行灵活选用。 编码器 信号稳定，但价格与测量精度要求成正比。 测速电机 利用单片机AD口进行采集信号，但测量精度 不高。 自制编码器 价格便宜，易于安装备调试，能够保证测量 精度要求，但使用的计算机机时较多。
2007-1-29
控制部分 速度 转角 v1 v2 …….
a1 a2
…….
31
…….
控制部分 编码值
转速（cm/s） 400
420 130 110 --------东北大学 王明顺
转角幅度 50%
50% 70% 30% --------32
0－a1
a1 －a2 a2 －a3 a3 －a4 -------2007-1-29
2007-1-29
������
舵盘角度
13
东北大学 王明顺
舵机的基本参数
（HS-925）
尺寸：39.4*37.8*27.8 重量：56g 工作速度: 0.11sec/60º (4.8V) 0.08sec/60º(6.0V) 堵转力矩: 6.1kg.cm(4.8V) 7.7kg.cm(6.0V) 工作角度：±45度
飞思卡尔智能车竞赛策略和比赛方案综述
飞思卡尔智能车竞赛策略和比赛方案综述一、竞赛简介起源：“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。
全国大学生“飞思卡尔”杯智能汽车竞赛是在规定的模型汽车平台上，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、电机驱动电路以及编写相应软件，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。
因而该竞赛是涵盖了控制、模式识别、传感技术、电子、电气、计算机、机械等多个学科的比赛。
该竞赛以飞思卡尔半导体公司为协办方，自2006年首届举办以来，成功举办了五届，得到了教育部吴启迪副部长、张尧学司长及理工处领导、飞思卡尔公司领导与各高校师生的高度评价，已发展成全国30个省市自治区200余所高校广泛参与的全国大学生智能汽车竞赛。
2008年第三届被教育部批准列入国家教学质量与教学改革工程资助项目中9个科技人文竞赛之一（教高函[2007]30号文，附件2），2009年第四届被邀申请列入国家教学质量与教学改革工程资助项目。
分赛区、决赛区比赛规则在分赛区、决赛区进行现场比赛规则相同，都分为初赛与决赛两个阶段。
在计算比赛成绩时，分赛区只是通过比赛单圈最短时间进行评比。
决赛区比赛时，还需结合技术报告分数综合评定。
1．初赛与决赛规则1）初赛规则比赛场中有两个相同的赛道。
参赛队通过抽签平均分为两组，并以抽签形式决定组内比赛次序。
第二届“飞思卡尔”杯全国大学生智能汽车竞赛
第二届“飞思卡尔”杯全国大学生智能汽车竞赛主办单位：高等学校自动化专业教学指导分委员会协办单位：飞思卡尔半导体公司承办单位：东北赛区－东北大学华北赛区－天津工业大学华东赛区－上海邮电大学西南赛区－重庆大学华南赛区－深圳大学决赛承办－上海交通大学媒体支持：《电子产品世界》杂志和网站/edu比赛目的1.以迅猛发展的汽车电子为背景，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科技创意性比赛，进一步深化高等工程教育改革。
2.培养本科生获取知识、应用知识的能力及创新意识，培养硕士生从事科学、技术研究能力。
比赛平台与比赛内容1.比赛以飞思卡尔汽车用微控制器芯片作为智能模型车的主控芯片。
组委会提供统一的竞赛车模、飞思卡尔单片机HCS12开发板、开发软件CodeWarrior®和在线调试工具等。
2.参赛队伍在车模平台基础上，制作一个能够自主识别路线的智能车，在专门设计的跑道上自动识别道路行驶。
综合赛车单圈最短时间、技术报告质量等项的分数进行评奖。
各分赛区预赛地点和时间：东北赛区－东北大学：7月30－31日华北赛区－天津工业大学：7月14－15日华东赛区－上海邮电大学：7月14－15日西南赛区－重庆大学：7月18－20日华南赛区－深圳大学：7月18－20日决赛时间和地点：时间：8月24日星期五 9am－5pm8月25日星期六 9am－12noon地点：上海交通大学综合体育馆决赛奖励办法1. 特等奖1队，奖金叁万元人民币，流动奖杯以及固定奖杯各一个。
2. 一等奖3队，每队壹万元人民币和奖状3. 二等奖6队，每队伍千元人民币和奖状4.三等奖（顺利完成比赛的前40支队伍，不含一、二、三等奖队伍），奖品和奖状5．优秀奖（顺利完成比赛的其余参赛队），奖品“飞思卡尔”网上有奖倡言活动－我心中的绿色汽车时代为了配合本次智能车设计竞赛的开展，吸引更多青年学生和公众的参与，特举办飞思卡尔网上有奖倡言活动－我心中的绿色汽车时代。
飞思卡尔智能车竞赛设计方案
飞思卡尔智能车竞赛设计⽅案“神马”队设计⽅案摘要本⽂以“飞思卡尔”杯全国⼤学⽣智能车竞赛为主题，介绍了智能赛车从机械结构设计到控制系统的软硬件设计流程。
本次⽐赛使⽤竞赛秘书处统⼀指定的竞赛车模及套件，采⽤飞思卡尔半导体公司的16位微控制器作为核⼼控制单元，配合不同类型的传感器、驱动电机、转向舵机、直流电池、以及相应的驱动电路，使赛车能够⾃主识别路径，并控制模型车⾼速稳定地在跑道上运⾏，在规定时间内完成跑完赛道的任务。
第⼀章背景1.1“飞思卡尔”杯背景介绍“飞思卡尔”杯全国⼤学⽣智能车竞赛是在飞思卡尔半导体公司资助下举办的以S12 单⽚机为核⼼的⼤学⽣课外科技竞赛。
使⽤⼤赛组委会统⼀提供的竞赛车模、转向舵机、直流电机和可充电式电池，采⽤飞思卡尔 16 位微控制器MC9S12DB128B作为核⼼控制单元，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、电机驱动、转向舵机控制等，完成智能车⼯程制作及调试，于指定⽇期与地点参加场地⽐赛。
⽐赛成绩主要由赛车在现场成功⾏驶完赛道的时间为主。
全国⼤学⽣智能汽车竞赛所使⽤的车模是⼀款带有差速器的后轮驱动模型赛车，它由⼤赛组委会统⼀提供。
参赛队伍通过设计单⽚机的⾃动控制器控制模型车在封闭的跑道上⾃主循线运⾏。
在保证模型车运⾏稳定，即不冲出跑道的前提下，跑完两圈的时间越⼩成绩越好。
设计⾃动控制器是制作智能车的核⼼环节。
⾃动控制器是以单⽚机为核⼼，配合有传感器、电机、舵机、电池、以及相应的驱动电路，它能够⾃主识别路径，控制模型车⾼速稳定运⾏在跑道上。
⽐赛跑道表⾯为⽩⾊，中⼼有连续⿊线作为引导线，⿊线宽 25cm。
⽐赛规则限定可赛道宽度和拐弯最⼩半径等参数，赛道具体形状在⽐赛当天现场公布。
控制器⾃主识别引导线并控制模型车沿着赛道运⾏。
在严格遵守规则中对于电路限制条件，保证智能车可靠运⾏前提下，电路设计尽量简洁紧凑，以减轻系统负载，提⾼智能车的灵活性，同时坚持充分发挥创新原则，以简洁但功能完美为出发点，并以稳定性为⾸要前提，实现智能车快速运⾏。
第二届全国大学生“飞思卡尔”杯智能汽车竞赛
第二届全国大学生“飞思卡尔”杯智能汽车竞赛技术报告附件B 基于路径记忆的最佳赛车控制算法研究[注]学校：清华大学队伍名称：三角洲队（清华一队）参赛队员：林辛凡李红志黄颖带队教师：李立国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：带队教师签名：日期：目录第一章 引言 (1)1.1. 概述 (1)1.2. 整车设计思路 (1)1.2.1. 控制系统 (1)1.2.2. 电源系统 (2)1.2.3. 整车布局 (3)1.2.4. 赛车相关性能设计思想 (4)第二章 硬件设计 (5)2.1. 传感器选型及安装方案设计 (5)2.1.1. 传感器的选型 (5)2.1.2. 传感器的供电电路 (7)2.1.3. 传感器的信号处理 (7)2.1.4. 传感器的安装方案设计 (10)2.1.5. 传感器技术方案综述 (11)2.2. 模型车机械设计 (11)2.2.1. 整车布局 (11)2.2.2. 传感器支架的设计安装 (12)2.2.3. 主板安装 (13)2.3. 电路设计 (14)2.3.1. 电源电路 (15)2.3.2. 电机驱动电路 (16)第三章 软件设计 (18)3.1. HCS12控制软件主要理论、算法说明 (18)3.1.1. 基于传感器的连续算法 (18)3.1.2. 转向控制策略 (21)3.1.3. 车速控制策略 (22)3.1.4. 道路记忆——M算法 (23)3.2. 开发工具及安装调试过程 (24)3.3. 代码设计简介 (25)3.3.1. 代码分类 (25)3.3.2. 复杂函数说明 ............................... 错误！未定义书签。
第一届“飞思卡尔”杯全国大学生智能车邀请赛
第二届“飞思卡尔”杯全国大学生智能汽车竞赛比赛事宜说明一、比赛平台与比赛内容1.竞赛秘书处统一提供单片机MC9S12DG128开发板、开发软件Code Warrior和在线调试工具，统一负责采购车模套件。
2.参赛队伍在车模平台基础上，制作一个能够自主识别路线的智能车，在专门设计的跑道上自动识别道路行驶。
3.综合赛车单圈最短时间、技术报告质量等项的分数进行评奖。
4.全国按照地域划分为五个分赛区。
各参赛队伍首先在各分赛区进行预赛，各分赛区的优胜队将参加决赛。
由第二届大赛组委会根据各赛区报名参赛队数确定各分赛区参加决赛的优胜队伍数目。
5.竞赛秘书处提供的单片机开发工具所有权归参赛学校所有，参赛队伍使用它参加比赛。
二、参加比赛整个日程安排1.比赛报名阶段：2006年12月20日至2007年1月20日；2.资格评审阶段：2007年1月20日至2007年1月30日；3.签订比赛协议，发放开发工具以及购买车模套件阶段：2007年2月1日至2007年2月28日；4.分赛区举办联谊会议：2007年3月初（详见各分赛区通知）；5.参赛队伍赛车制作调试阶段：2007年3月至2007年6月；6.分赛区举办比赛阶段：2007年7月中旬（详见各分赛区通知）；7.参加决赛队伍技术报告提交与评审阶段：2007年8月10日；8.决赛阶段：2007年8月17～20日在上海交通大学；比赛队伍需要完成智能车设计制作，提交完整技术报告。
三、组队规定、报名办法及培训1.组队规定2007年暑期之前在校的本科生及研究生均可以参加比赛；每支参赛队由3名学生组成，其中至少包括2名本科生，另有带队老师1名，每名学生只能参加一支队伍；每个学校不超过2支队伍。
2.报名办法参赛队通过竞赛网站报名。
智能车大赛网站地址：。
参赛队在上面网站相应分赛区网页中填写报名信息，提供学校带有公章推荐信函的扫描图片。
各分赛区组委会通过该网站公布资格认定信息。
参赛队伍在接收到确认参赛资格后，可以通过邮购的方式向大赛秘书处购买车模套件。
1.1 飞思卡尔智能车竞赛概述
第二届智能车总决赛场地
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竞赛历史——第三届，赛区+总决赛
第三届智能车大赛在东北大学举行，有551支代表 队伍参加了分区赛，104支队伍参加了总决赛。
第三届比赛保留了前两届的要求，同时又增加了跑 完全部路程起跑线在3米内停车的限制，对起跑线 的识别又提出了严格的要求。
与前两届摄像头与光电同条件参加比赛不同，本次 竞赛分为光电与摄像头两个赛题组。
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第四届智能车总决赛场地
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竞赛的发展——第五届，更具难度
增加电磁组，扩大创意组规模； 赛道变窄，提高小车控制难度； 措施更严密，一等奖以上需上交车模， 由组委会保管2年。
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我校智能车比赛成绩
第一届，2支代表队，获第10名和第19名 第二届，2支代表队，获第10名和第21名。 第三届，4支队伍参加分赛区，2支参加总 决赛，获摄像头组第1名和光电组第3名； 第四届，4支队伍参加分赛区，2支代表队 参加总决赛，获摄像头组第8名和光电组第 16名。
图1.1 美国的智能汽车
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韩国大学生智能汽车竞赛
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，以HCS12单片机为核心的 大学生智能模型汽车竞赛。 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 识别路线的智能车，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。
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第三届智能车总决赛场地
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竞赛历史——第四届，赛区+总决赛
第四届智能车总决赛在北京科技大学举行，有780 支代表队伍参加了分区赛，120支队伍参加了总决 赛。 第四届比赛保留了前三届的要求，同时又增加了 窄道、更复杂的背景、三角形标识识别等更具有 难度的内容。 增加了创意组，共有10个队经过初选进入复赛。
大学生智能汽车竞赛策划书
大学生智能汽车竞赛策划书一、竞赛背景随着科技的不断发展，人工智能技术在我国得到了广泛的关注和应用。
为了进一步推动人工智能技术在汽车行业的发展，提高大学生对人工智能、机器人技术的兴趣和应用能力，我们决定举办一场面向大学生的智能汽车竞赛。
二、竞赛目的1. 培养大学生创新意识、团队协作能力和实际动手能力。
2. 激发大学生对人工智能、机器人技术的热情，扩大学术交流。
3. 促进人工智能技术在汽车行业的发展，为我国培养更多优秀人才。
三、竞赛内容1. 竞赛项目：分为个人赛和团体赛两个类别。
2. 竞赛任务：设计并制作一辆具有智能功能的汽车，完成指定任务。
3. 竞赛环节：初赛、复赛和决赛。
四、竞赛形式1. 初赛：参赛队伍提交项目策划书、设计方案和相关技术文档，评审团对作品进行评审，选出优秀队伍进入复赛。
2. 复赛：参赛队伍根据复赛任务，进行实车制作和调试，评委现场评分，选出优秀队伍进入决赛。
3. 决赛：参赛队伍根据决赛任务，进行实车比赛，评委现场评分，决出最终名次。
五、竞赛规则1. 参赛对象：全国范围内的高校在校学生，包括本科生、研究生。
2. 参赛队伍：个人赛每位选手独立参赛；团体赛每队不超过5人，设队长1人。
3. 竞赛时间：报名时间截止至比赛前一个月，具体比赛时间另行通知。
4. 竞赛场地：待定。
5. 器材要求：参赛队伍自备竞赛所需器材，符合竞赛规定。
6. 知识产权：参赛作品需为原创，不得抄袭、剽窃他人成果。
六、奖励措施1. 个人赛奖项：设立一等奖、二等奖、三等奖及优秀奖。
2. 团体赛奖项：设立一等奖、二等奖、三等奖及优秀奖。
3. 优秀组织奖：授予积极参与竞赛组织、宣传、筹备工作的单位和个人。
4. 获奖选手将获得荣誉证书、奖品及丰厚奖学金。
七、赛事组织1. 主办单位：待定。
2. 承办单位：待定。
3. 协办单位：待定。
八、报名方式1. 报名截止时间：比赛前一个月。
2. 报名材料：填写报名表、项目策划书、设计方案、相关技术文档。
飞思卡尔杯
飞思卡尔杯简介飞思卡尔杯是由飞思卡尔公司主办的一项面向全球大学生的智能车竞赛。
目的是鼓励青年学子在智能车领域的创新与研发，并提供一个展示自己才华的舞台。
自2002年举办以来，飞思卡尔杯已经成为全球大学生智能车领域最高规格的赛事之一。
赛事组别飞思卡尔杯共设立了三个赛事组别，分别是智能车挑战赛、自动驾驶车辆挑战赛和智能交通系统挑战赛。
1.智能车挑战赛：参赛队伍需要设计并制作自己的智能小车，然后在指定的赛道上进行比赛。
比赛中，智能小车需要通过各种感知、决策和控制技术来完成特定的任务，如跟随线路、避障、停车等。
这个组别要求参赛者综合运用多个技术领域知识，是最具挑战性的组别之一。
2.自动驾驶车辆挑战赛：参赛队伍需要设计并制作能够完全自主驾驶的车辆，车辆需要在没有人为干预的情况下完成指定道路上的驾驶任务。
这个组别要求参赛者在感知、决策和控制等多个核心技术上有较高的研究水平。
3.智能交通系统挑战赛：参赛队伍需要设计并搭建一个智能交通系统，通过各种感知和智能决策技术来提高交通系统的效率和安全性。
这个组别注重对交通系统整体的优化和智能化。
创新与奖项飞思卡尔杯鼓励参赛队伍在比赛中展示创新和技术突破。
每年的比赛都有一些新的技术和设计需要参赛队伍去尝试和探索。
除了总冠军外，比赛还设置了多个特色奖项，如最佳技术创新奖、最佳设计奖、最佳工程奖等，来对参赛队伍的创新能力给予认可和奖励。
飞思卡尔公司的支持飞思卡尔公司作为飞思卡尔杯的主办方，提供了全球大学生的智能车竞赛所需要的技术支持和资源。
飞思卡尔公司拥有丰富的技术经验和产品线，为参赛队伍提供了开发套件、模块、学习资料等。
此外，飞思卡尔公司还提供了专业的技术培训和咨询服务，帮助参赛队伍更好地进行项目开发和实践。
结语飞思卡尔杯是一个培养年轻人创新意识和科技实践能力的平台，也是一个展示各类智能车技术和研究成果的舞台。
通过参与飞思卡尔杯的比赛，学生们能够拓宽视野，提升技术实力，并与其他志同道合的年轻人交流共享。
第二届“飞思卡尔”杯全国大学生智能汽车竞赛公告
知识产权
所有参赛 队伍必须与大赛各分赛 区组委会签订参赛
承诺协议（ 具体 内容参见协议文本） 参 赛作品的著作权 ，
归属参 赛者本人 ， 飞思卡 尔半导体 公司和比赛秘书处可
以在相 关主页上收录并公开获奖作 品的设计 方案 技术 报 告及参赛模型车 的视频 图像资料。
第 一赛区 ：东北 大学 （１ ０ ４ 东北大学 １ ７信箱 １ ０ ） ０ ２
・ 资格评 审阶段 ２ ０ ０ ７年 １ ２ 月 ０日 至 ２ ０ 年 １ ０７ 月
３ 日： ０
・
签订 比赛协议 ． 发放开发工具 以及购买车模套件
阶段 ：２ ０ ０ ７年 ２月 １日至 ２ ０ ０ ７年 ２月 ２ ８日； ・ 分赛区举办联谊会议 ：２ ０ ０ ７年３月初 ； ” 第二届 — 思卡尔 ” 杯全国 大学生智能汽车邀请赛 ” 专栏 ， 实时刊登
网站暇务
竞赛 网站 、 ＾Ⅳｓ ｒ ａ ．ｕｔｉｇ ｕ ．ｄ ．ｎ ＾ ｎ． ｎ ｍａｔ ｒ ． ｎ ｈ ａｅ ｕｃ ，竞 ｃ ａ ｓ 赛秘书处通过 网站提供竞赛 活动信息服务 。
报告 。
识 别路 线的智能车 在专 门设计 的跑道上 自动识别道路
行驶。
・ 综合赛车单 圈最 短时间 、 技术报告质量等项 的分
数进行评 奖。 ・ 国按 照地域划分为五个分赛 区。 全 各参 赛队伍首 先在各分赛 区进行预 赛 ．各分 赛 区的优 胜队将参 加决 赛。 由第 二届大赛 组委会根据各赛区报名参赛 队数确定 各分赛 区参加决赛 的优 胜队伍数 目。
学校所有 ．参赛队伍使 用它参加 比赛 。
维普资讯
报 名办法
参 赛 队 通 过竞 赛 网站 ＷＷＷ． Ｓｍａｒ Ｃ ． ｔ ａｒ ａＵ． ｔｉｇ ｕ ．ｄ ．ｎ报 名。参赛 队伍资格确认后 ，从网站 ｓｎ ｈ ａｅ ｕｃ 下载并填 写 ” 参赛协 议” ，连 同学校推 荐信 函一并寄往 各分赛 区承办学校。
全国大学生智能车竞赛与飞思卡尔S12单片机(2)
毒甄壁囊墓建毒戳戮睦肇移鞫韵鹄辩＠ｉ警藜｜ｉ。
鬻鬻全国大学生智能车竞赛与飞思卡尔Ｓ１２单片机■飞思卡尔半导体公司又值盛夏，一年一度的全国大学生智能车竞赛暨第二届“飞思卡尔”杯全国大学生智能车竞赛正在全国紧锣密鼓地开展。
在去年全国范围５９所大学１１２支参赛队伍的基础上，今年的大赛规模更扩大到全国近２００所大学，参赛队伍超过３００个。
７月份在全国的五个赛区展开的预赛比赛异常激烈，各个赛区的优胜队伍将于８月底在上海交大赛场进行总决赛的角逐。
全国大学生智能汽车竞赛是教育部为了加强大学生实践、创新能力和团队精神的培养而设立的大学生设计竞赛。
朝气蓬勃的青年学生是未来汽车电子行业发展的希望，培养顶尖的创新人才，需要各级教育部门及汽车相关行业的参与配合。
这一具有积极意义的赛事从启动以来，获得全国范围内具有控制科学与工程学科博士授予点的高校，以及包括港澳在内的有关高校大学生的积极响应。
来自全国高校的参赛人员参加了飞思卡尔Ｓ１２微控制器应用短期强化培训课程，并组队进行自主设计、制作及调试，通过进行校内比赛选出最强的队伍代表学校参加全国比赛。
飞思卡尔是汽车电子半导体器件市场领先的供应商，其在８位、１６位及３２位汽车微控制器的市场占有重要地位。
飞思卡尔的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。
例如引擎管理、安全气囊、车身电子、汽车网络和资讯娱乐等。
本次大学生智能车设计竞赛，参赛者即在所提供的以ＭＣ９ｓ１２ＤＧｌ２８单片机为主控芯片的模型车体的基础上进行设计，制作出具有自主道路识别能力的智能汽车。
为汽车竞赛而设计的Ｓ１２平台飞思卡尔Ｓ１２系列具有１６位解决方案的固有优势，如代码简短高效、功耗低、体积小巧、购买和开发成本低、可以升级到５０ＭＨｚ，同时能够达到通常只有３２位控制器才能达到的性能水平。
而这些显著优点来源于增强ＣＰＵ，以及与ＸＧＡＴＥ协同处理器的结合。
Ｓ１２是一个广泛应用在汽车上的芯片系列，它被全球领先的汽车生产商采用，并具有为中国市场度身定造的相宜价格和性能。
第二届“飞思卡尔”杯全国大学生智能汽车邀请赛技术报告
10.4设计中存在的问题……………………………………………26.
10.5以后寄语…………………………………………………………27
第一章 引 言
1.1 竞赛背景介绍
受教育部高等教育司托付，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。该项竞赛已列入教育部主办的全国五大竞赛之一。2007年8月日，在上海交通大学举行第二届全国大学生智能车竞赛。本届的竞赛，第一是在全国五大赛区进行预选赛，之后将有只赛车到上海进行总决赛。在竞赛中，“参赛选手须使用大赛组委会统一提供的竞赛车模，采纳飞思卡尔16操纵器MC9S12DG128作为核心操纵单元，自主构思控传感器信号采集处理、操纵算法及执行、动力电机驱动、转向舵机操纵等，完成智能车工程制作及调试，于指定日期与地点参加场地竞赛。参赛队伍之名次（成绩）由赛车现场成功完成赛道竞赛时刻为主，技术方案及制作工程质量评分为辅来决定”，“须采纳统一提供的车模，须采纳限定的飞思卡尔16位微操纵器 MC9S12DG128 作为唯独操纵处理器，车模改装完毕后，尺寸不能超过：250mm 宽和400mm长，高度无限制”，“跑道宽度不小于600mm，跑道表面为白色，中心有连续黑线作为引导线，黑线宽25mm”，同时跑道有坡道。
第二章赛车系统整体设计
2．1系统硬件结构设计
依照激光传感器方案设计，赛车共包括大模块：激光传感器模块
操纵处理芯片MC9S12DG128，舵机驱动模块，电机驱动模块、速度传感器
第三章光电传感器
3．1传感器选型
由于赛道具体信息还不明白，因此必须选择合适的路面信息检测传感器。通过查阅相关资料，了解到目前常用的寻线技术有：光电寻线、磁诱导寻线和摄像头寻线。光电寻线一样由多对红外收发管组成，通过检测接收到的反射光强，判定黑白线。在这种方案中，一对收发管只能检测一个点的信息，精度有限。但其优点是电路简单，处理方便。路面磁诱导与智能车辆的车载机器视觉诱导相比，最大优点是完全不受光照变化的阻碍。但这种方式必须以车道中心线上布设的离散磁道钉作为车道参考标记，这违抗了竞赛规则。摄像头寻线通过图像采集，动态拾取路径信息，并对各种情形进行分析。它具有信息量大，能耗低的优点，但对数据的处理相对复杂。作为第一次参加此次大赛，并通过对第一届竞赛的研究，我们决定依旧从光电管入手。
全国大学生“飞思卡尔”竞赛
全国大学生“飞思卡尔”杯智能汽车竞赛一．竞赛背景：全国大学生智能汽车比赛是全国高等教育司委托高等学校自动化专业教学指导分委会主办，旨在培养创新精神、协作精神，提高工程实践能力的科技活动。
二．竞赛模式：竞赛分竞速赛与创意赛两类比赛。
竞速赛是在规定的模型汽车平台上，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、电机驱动电路以及编写相应软件，制作一部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。
设立电磁组、光电组与摄像头组三个赛题组别。
创意赛在统一比赛平台上，充分发挥参赛队伍想象力，以特定任务为创意目标，完成研制作品，由竞赛专家组观摩作品现场展示、质疑、现场观众投票等环节，最终决定比赛名次。
创意赛在统一比赛平台上，充分发挥参赛队伍想象力，以特定任务为创意目标，完成研制作品，由竞赛专家组观摩作品现场展示、质疑、现场观众投票等环节，最终决定比赛名次。
参赛队伍必须使用竞赛秘书处统一指定的单片机、模型车、电池和舵机，可以选购大赛秘书处推荐使用的单片机开发板、调试系统，也可以自行设计制作符合规定的单片机控制系统，制作赛车所需用品由参赛队伍自行购买。
三．竞赛流程：竞赛首先在各个分赛区进行报名、预赛，各分赛区的优胜队将参加全国总决赛。
竞赛一般在每年的10月份公布次年竞赛的题目和组织方式，并开始接受报名，次年的3月份进行相关技术培训，7月份进行分赛区竞赛，8月份进行全国总决赛。
四．我校历届比赛成绩：2007年华南赛区二等奖2008年华南赛区三等奖2009年全国二等奖华南赛区一等奖2010年全国一等奖五．我校参赛队伍风采：帅气的赛车赛道比赛竞争竞技现场队员风采。
飞思卡尔智能车竞赛设计方案
飞思卡尔智能车竞赛设计方案清晨的阳光透过窗帘，洒在书桌上那厚厚一摞方案草稿上。
我泡了杯咖啡，打开电脑，准备着手写这个“飞思卡尔智能车竞赛设计方案”。
10年的方案写作经验告诉我，这是一个充满挑战的任务，但也是展示自己才华的舞台。
一、项目背景飞思卡尔智能车竞赛是一场针对大学生的科技竞赛，旨在培养创新精神和实践能力。
参赛队伍需要设计一款智能车，通过传感器、控制器、执行器等部件，使车辆在规定的赛道上自主行驶，完成各种任务。
这场比赛既考验技术，也考验团队协作。
二、设计方案1.车辆整体设计车辆整体设计要兼顾美观、实用和稳定性。
外观上，我们采用流线型设计，减少空气阻力；内部结构紧凑，降低重心，提高稳定性。
车辆尺寸符合比赛规定，确保在赛道上行驶自如。
2.传感器配置（1）激光雷达：用于实时获取车辆周围环境信息，绘制三维地图。
（2）摄像头：用于识别赛道标志、障碍物等。
（3）超声波传感器：用于检测前方障碍物距离，避免碰撞。
（4）红外传感器：用于检测赛道边缘，防止车辆出轨。
3.控制器设计（1）路径规划：根据传感器信息，实时规划车辆行驶路径。
（2）速度控制：根据赛道状况，调整车速，确保稳定行驶。
（3）避障策略：当检测到前方有障碍物时，及时调整行驶方向。
4.执行器设计（1）电机驱动：驱动车辆前进、后退、转向。
（2）舵机：用于调整摄像头角度，获取更多赛道信息。
（3）电磁阀：用于控制车辆制动。
三、团队协作一个优秀的团队是项目成功的关键。
我们团队成员各司其职，密切配合：1.项目经理：负责整体进度把控，协调各方资源。
2.硬件工程师：负责车辆整体设计和传感器、执行器选型。
3.软件工程师：负责控制器设计和程序编写。
4.测试工程师：负责车辆调试和性能测试。
四、项目实施1.初期准备：收集比赛相关信息，了解赛道状况，确定设计方案。
2.设计阶段：根据设计方案，绘制图纸，选型采购。
3.制作阶段：组装车辆，调试传感器、控制器和执行器。
4.测试阶段：进行多次试验，优化控制策略，提高车辆性能。
第二届(CCD)沈师一队技术报告
第二届全国大学生“飞思卡尔”杯智能汽车竞赛技术报告学校：沈阳师范大学队伍名称：沈师一队参赛队员：熊宇陈亮涂清平带队教师：吴鹏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：熊宇陈亮涂清平带队教师签名：吴鹏日期：2007年8月16日摘要本文详细介绍了我们为第二届全国大学生“飞思卡尔”杯智能车比赛而制作的智能车系统。
该系统以Freescale16 位单片机MC9S12DG128 作为系统控制处理器，采用基于的摄像头的图像采样模块，通过二值化、边缘去噪等方式提取赛道的准确信息，判断出赛道的特性；根据赛道的不同特性为智能车分配相应的速度策略和转角策略；通过速度传感器实时获取智能车速度，采用PID 算法对电机的转速进行精确控制。
文章将从硬件设计和软件编程两方面来介绍赛车的电源控制模块、图像处理模块、速度控制模块和舵机转向控制模块，我们将说明本系统的舵机转向控制、速度闭环控制与速度分配控制之间的相互配合。
除智能车系统本身的介绍外，我们还将详细叙述该系统开发过程中所用到的开发环境和调试方法。
关键词：智能车，CMOS，控制策略目录第一章引言 (1)1.1设计背景 (1)1.2设计思想 (1)1.3本文结构 (1)第二章赛车系统整体设计 (2)第三章方案选择与论证 (4)3.1赛道识别模块 (4)3.2速度检测方案 (6)3.3电机驱动调速模块的选择 (8)第四章硬件电路设计及实现 (9)4.1电源管理模块 (9)4.2电机驱动模块 (10)4.3图像采样模块 (13)4.3.1摄像头工作原理 (13)4.3.2视频同步分离电路 (14)4.3.3数据采集 (15)4.4速度反馈模块 (17)第五章软件算法设计及实现 (18)5.1数据提取 (18)5.2数据处理 (19)5.2.1二值化 (19)5.2.2边缘去噪 (19)5.3赛道判断 (22)5.4PID调节 (25)5.4.1PID简介 (25)5.4.2PID运用 (26)第六章开发制作与调试 (28)第七章智能车参数说明 (29)7.1系统硬件参数 (29)7.2主要元器件 (29)第八章结论 (30)参考文献 (31)附录A 程序部分源代码 (32)第一章引言第一章引言1.1设计背景随着计算机技术、微电子技术、网络技术等的快速发展，以嵌入式系统为控制系统的智能产品正在我们的生活中得以应用。
全国大学生“飞思卡尔杯”智能车竞赛
全国大学生“飞思卡尔杯”智能车竞赛（郑新旺老师提供）（一）项目简介为加强大学生实践、创新能力和团队精神的培养，促进高等教育教学改革，受教育部高等教育司委托，由教育部高等学校自动化专业教学指导分委员会主办全国大学生智能汽车竞赛。
该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项具有探索性工程的实践活动，是教育部倡导的大学生科技竞赛之一。
该竞赛以“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，为优秀人才的脱颖而出创造条件。
全国大学生“飞思卡尔”杯智能汽车竞赛由竞赛秘书处设计、规范标准硬软件技术平台，竞赛过程包括理论设计、实际制作、整车调试、现场比赛等环节，要求学生组成团队，协同工作，初步体会一个工程性的研究开发项目从设计到实现的全过程。
该竞赛融科学性、趣味性和观赏性为一体，是以发展迅猛、前景广阔的汽车电子为背景，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的创意性比赛。
该竞赛规则透明，评价标准客观，坚持公开、公平、公正的原则，力求向健康、普及、持续的方向发展。
全国大学生智能汽车竞赛原则上由全国设有自动化专业的高等学校（包括港、澳地区的高校）参赛。
竞赛首先在各个分赛区进行报名、预赛，各分赛区的优胜队将参加全国总决赛。
每届比赛根据参赛队伍和队员情况，分别设立光电组、摄像头组、电磁组、创意组等多个赛题组别。
每个学校可以根据竞赛规则选报不同组别的参赛队伍。
全国大学生智能汽车竞赛组织运行模式贯彻“政府倡导、专家主办、学生主体、社会参与”的16字方针，充分调动各方面参与的积极性。
诚毅学院每年9月组织选拔和培训，经过近一年的准备后，次年7月份参加比赛。
诚毅学院智能车队自2012年组建以来，2012年获得华南赛区三等奖三项，2013年获得华南赛区三等奖五项，2014年获得华南赛区二等奖五项、三等奖一项，成绩逐年提高。
飞思卡尔比赛说明
长春理工大学第二届大学生“飞思卡尔”杯智能汽车竞赛比赛说明参赛选手须使用竞赛秘书处统一指定的竞赛车模套件，采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单元，自主构思控制方案进行系统设计。
包括传感器信号采集处理、电机驱动、转向舵机控制以及控制算法软件开发等，完成智能车工程制作及调试。
于指定日期与地点参加各分赛区的场地比赛，获得决赛资格后，参加全国总决赛的场地比赛。
参赛队伍的名次（成绩）由赛车现场成功完成赛道比赛时间为主，技术报告、制作工程质量评分为辅来决定。
一、器材限制规定（一）采用统一指定的车模；（二）采用飞思卡尔半导体公司的8位、16位处理器(单核)作为唯一的微控制器（有关细节及其它电子器件使用的限制见附件4）；（三）参加电磁赛题组不允许使用传感器获取道路的光学信息进行路径检测，参加光电赛题组中不允许传感器获取道路图像信息进行路径检测，参加摄像头赛题组可以使用光电管作为辅助检测手段；（四）如果车模中禁止改动的部件损毁，需要使用相同型号的部件替换，车模改装完毕后，尺寸不能超过250mm宽和400mm长。
二、有关赛场的规定（一）赛道基本参数（不包括拐弯点数、位置以及整体布局）见附件5；（二）比赛赛道实际布局将在比赛当日揭示，在赛场内将安排采用制作实际赛道材料所做的测试赛道供参赛队进行现场调试。
三、比赛规则（一）比赛分为电磁组、光电组和摄像头三组。
三个赛题组在同一个赛场先后进行比赛，遵循相同的赛事规则，且独立进行成绩排名；（二）根据比赛题目分为三组，并以抽签形式决定组内比赛次序；（三）比赛分为两轮，每支参赛队伍可以在第二轮比赛之前有20分钟的现场调整时间，在此期间，参赛队伍只允许对赛车的硬件（不包括微控制器芯片）进行调整。
第二轮比赛时场地、比赛顺序和第一轮比赛相同。
每轮比赛中，选手首先将赛车放置在起跑区域内赛道上，赛车静止两秒钟后自动启动。
每辆赛车在赛道上跑一圈，以计时起始线为计时点，跑完一圈后赛车需要自动在起始线之后三米的赛道内，如果没有停止在规定的范围内，比赛成绩时间增加1秒；（四）赛车以在两个单轮成绩中的较好成绩为赛车最终初赛成绩；计时由电子计时器完成并实时显示；（五）技术评判组将对全部晋级的赛车进行现场技术检查，如有违反器材限制规定的(指本规则之第一条)当时取消决赛资格，由后备首名晋级代替；裁判组申报组织委员会批准公布决赛名单；（六）全部车模在比赛期间统一放置在车模展示区内。
最新全国大学生 飞思卡尔 杯 智能汽车竞赛 2
全国大学生飞思卡尔杯智能汽车竞赛2全国大学生飞思卡尔杯智能汽车竞赛 2全国大学生"飞思卡尔"杯智能汽车竞赛(2)2010-07-15 16：28第四章赛车硬件系统的设计与实现图4.3 LM1881信号连接原理图视频信号通过引脚2(composite video input)输入LM1881，。
引脚1为行同步信号输出端(composite sync output)。
引脚3为场同步信号输出端(vertical sync output)，当摄像头信号的场同步脉冲到来时，该端将变为低电平，一般维持230us，然后重新变回高电平。
引脚7为奇-偶场同步信号输出端(odd/even output)，当摄像头信号处于奇场时，该端为高电平，当处于偶场时，为低电平。
奇-偶场的交替处与场同步信号的下降沿同步，也就是和场同步脉冲后的上升沿同步。
事实上，我们不仅可以用场同步信号作为换场的标志，也可以用奇-偶场间的交替作为换场的标志。
图4.4 LM1881信号时序图21第二届全国大学生智能汽车邀请赛技术报告图4.5视频采集电路图如图4.5所示，摄像头视频信号输入LM1881的视频信号输入端，同时送入S12的一个AD口(我们选用PAD00)。
LM1881的行同步信号端(引脚1)接入S12上的PT0口,PT0是一个带中断的I/O口，这样做的好处是不需要使用等待查询的方式来检测行同步信号，节省CPU资源。
LM1881的奇-偶场同步信号输出端接S12的普通I/O口PS2。
在此，我们选择奇-偶场同步信号来作为换场的标志信号，而不是选用LM1881引脚3输出的场同步信号。
这样做的好处是，当摄像头信号处于奇场或偶场时，则奇-偶场信号整场都相应地处于高电平或低电平，只要用个普通I/O口，若检测到该信号发生变化，就可以知道摄像头信号换场了。
因为每场信号持续的时间相对较长，所以也不用担心漏检到换场的发生。
接奇-偶场同步信号时，用中断的方式来判断换场的发生同样是很方便的。
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第二届全国大学生“飞思卡尔杯”智能汽车竞赛
背景介绍
全国大学生智能汽车竞赛于2005年11月正式启动,去年的第一届“飞思卡尔杯”全国大学生智能汽车邀请赛共有来自全国59所大学的112支队伍参加。
今年,第二届全国大学生“飞思卡尔杯”智能汽车竞赛将规模扩大到全国超过100所院校,参赛队将近240支,并在全国分成五个赛区进行预赛,各区按照参赛队数量根据一定比例选拔出共76支队参加8月底在上海交通大学进行的全国总决赛。
比赛将决出特等奖、一等奖和二等奖等奖项若干名。
该项竞赛是教育部为了加强大学生实践、创新能力和团队精神的培养而设立的。
旨在进一步深化高等工程教育改革,培养本科生获取知识、应用知识的能力及创新意识;培养硕士生从事科学和技术研究能力,知识和技术创新能力。
全国大学生智能汽车竞赛与已在全国举办的数学建模、电子设计、机械设计、结构设计等专业竞赛不同,是以迅猛发展的汽车电子为背景,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科技创意性比赛。
教育部委托高等学校自动化专业教学指导分委员会主办每年一度的全国大学生智能汽车竞赛;高等学校自动专业教学指导分委员会决定飞思卡尔半导体公司为协办单位,赛事冠名为“飞思卡尔杯”。
第二届“飞思卡尔杯”全国大学生智能汽车竞赛分赛区和决赛的承办院校从自愿报名的院校中竞争选拔产生。
竞赛组委会成员
“飞思卡尔杯”全国大学生智能汽车竞赛组织委员会由高等学校自动化专业教学指导分委员会主任委员吴澄院士任主任委员,教育部高等教育司张尧学司长、飞思卡尔高级副总裁兼汽车与标准产品部总经理Paul Grimme先生、飞思卡尔高级副总裁兼亚太区主席姚天丛先生、清华大学副校长汪劲松教授、高等学校自动化专业教学指导分委员会副主任委员申功璋教授任副主任委员。
参赛队组成
按照“立足培养,重在参与”的方针,本届比赛获得国内具有控制科学与工程学科博士授予权高校等有关高校共100余所的积极参与,每所学校不超过两队,共240多支队伍参加比赛。
在校的本科生及研究生均可以参赛,每支参赛队由3名学生组成,其中至少包括2名本科生,另有带队老师1名。
比赛平台与比赛内容
竞赛要求参赛者在组委会提供统一智能车竞赛车模、单片机HCS12开发板、开发软件CodeWarrior®和在线调试工具等的基础上,制作一个能够自主识别路线的智能车,在专门设计的跑道上自动识别道路行驶;参赛队还需在规定的时间提交技术报告;最终根据场地赛中赛车单圈最短时间进行评奖,并颁发优秀论文奖。
本届竞赛日程
比赛时间承办院校
东北赛区7月26、27日东北大学
华北赛区7月25、26日天津理工大学
华东赛区7月21、22日上海电力学院
华南赛区7月19、20日深圳大学
西南赛区7月18日重庆大学
全国总决赛
*技术报告和研究论文提交8月26、27日
8月10日-20日
上海交通大学
竞赛奖励办法
比赛队伍需要完成智能车设计制作,提交完整技术报告,并参加各个分赛区预赛。
分赛区预赛的获胜队共计76个队将参加于2007年8月26-27日在上海交大综合体育馆举办的全国总决赛,根据决赛成绩评出以下奖项:
特等奖3队获奖杯、奖状和奖金
一等奖22队获奖状和奖金
二等奖(进入全国总决赛的76支队伍中,顺利完成比赛的,除去获特等和一等奖的队获奖状和奖品
竞赛官方网站和有奖投票活动网站
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