第六届全国大学生“飞思卡尔”杯智能汽车竞赛
第六届飞思卡尔智能车东南大学成贤学院-颠覆队技术报告
第六届“飞思卡尔”杯全国大学生智能车竞赛技术报告学校:东南大学成贤学院队伍名称:颠覆参赛队员:蒋昌明刘双飞孙荣俊带队教师:李振东张志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六届全国大学生“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)第二章方案设计 (2)2.1总体设计思路 (2)第三章机械结构调整与优化 (3)3.1机械结构部分 (3)3.1.1传感器的安装 (3)3.1.2 前轮定位的调节 (3)3.1.3 舵机的安装 (3)3.1.4 主控板的连接与固定 (4)3.1.5 赛道起始检测元件及安装 (4)3.1.6 电机驱动模块的安装 (5)3.1.7 编码器的安装 (5)3.1.8 后轮差速的调整 (6)第四章电路的设计说明 (7)4.1电磁传感器电路的设计 (7)4.2主控板的设计 (8)4.3电机驱动模块的设计 (9)第五章控制软件的设计说明 (11)5.1程序流程图 (11)5.3速度控制 (13)第六章开发工具与调试过程说明 (14)第七章赛车的主要技术参数 (15)第八章总结 (16)参考文献 (17)附录 (I)源代码 (I)第一章引言全国大学生智能汽车竞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。
该竞赛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。
本校积极组队参加第六届“飞思卡尔”杯全国大学生智能汽车竞赛。
从2010 年底着手准备,历时半年多,经过不断试验设计,最终设计出较为完整的智能赛车。
第六届全国大学生“飞思卡尔”杯智能汽车竞赛规则
第六届全国大学生“飞思卡尔”杯智能汽车竞赛比赛规则与赛场纪律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,在获得决赛资格后,参加全国决赛区的场地比赛。
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。
大赛根据车模检测路径方案不同分为电磁、光电与摄像头三个赛题组。
车模通过感应由赛道中心电线产生的交变磁场进行路经检测的属于电磁组;车模通过采集赛道图像(一维、二维)进行进行路经检测的属于摄像头组;车模通过采集赛道上少数孤立点反射亮度进行路经检测的属于光电组。
竞赛秘书处制定如下比赛规则适用于各分赛区预赛以及全国总决赛,在实际可操作性基础上力求公正与公平。
一、器材限制规定1. 须采用统一指定的车模。
本届比赛指定采用三种车模,分别用于三个赛题组:编号车模外观和规格赛题组供应厂商A型车模车模:G768电机:RS380-ST/3545,舵机:FUTABA3010 光电组东莞市博思电子数码科技有限公司B型车模车模型号电机:540,伺服器:S-A6 电磁组北京科宇通博科技有限公司C型车模车模型号:N286电机:RN260-CN 38-18130伺服器:FUTABA3010 摄像头组东莞市博思电子数码科技有限公司细节及改动限制见附件一。
2. 须采用飞思卡尔半导体公司的8位、16位处理器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二;3. 三个赛题组所以使用传感器限制:参加电磁赛题组不允许使用光学传感器获得道路的光学信息,但是可以使用光电码盘测量车速;参加光电赛题组不允许使用图像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;4. 其他事项如果损毁车模中禁止改动的部件,需要使用相同型号的部件替换;对于A型,C型车模(光电组、摄像头组)改装完毕后,尺寸不能超过:250mm 宽和400mm长。
第六届“飞思卡尔”智能车东北赛区经验交流课件
灵活应变
根据比赛现场情况,灵 活调整策略和方案,适 应变化的环境和条件。
赛后总结
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成绩评估
对比赛成绩进行客观分析,找 出优势和不足。
经验教训
总结比赛过程中的经验和教训 ,分析成功和失败的原因。
改进措施
根据总结的经验教训,制定改 进措施,提高团队整体实力。
成果分享
将比赛经验和成果分享给其他 团队或个人,促进交流和学习
随着无线通信技术的发展,未来智能 车将更加注重车联网和远程控制技术 的应用,以提高智能车的通信和协同 能力。
传感器技术
传感器技术是智能车的核心技术之一 ,未来传感器技术将更加精确、可靠 和智能化,为智能车的感知和决策提 供更准确的数据。
赛事改进建议
01
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增加比赛难度
为了提高比赛的竞技水平 和挑战性,建议增加比赛 的难度,例如增加障碍物 、改变赛道布局等。
加强技术审查
为了确保比赛的公平性和 公正性,建议加强对参赛 作品的技术审查,防止作 弊和违规行为。
扩大参赛范围
建议吸引更多的高校和团 队参赛,以促进技术交流 和人才培养。
个人与团队成长计划
提升技术能力
建议参赛选手和团队成员 不断学习和掌握新技术, 提高自身的技术水平和创 新能力。
加强团队协作
建议团队成员加强沟通和 协作,提高团队的凝聚力 和执行力。
赛事历史与成果
历史
飞思卡尔智能车竞赛自创办以来,已经成功举办了五届。每 一届赛事都吸引了众多高校参赛,为智能科技领域的发展做 出了积极贡献。
成果
通过竞赛,许多优秀的智能车作品脱颖而出,不少参赛者获 得了国内外知名企业和高校的青睐,为他们的未来发展奠定 了坚实的基础。同时,赛事也促进了各高校之间的交流与合 作,推动了智能科技领域的发展。
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。
第六届飞思卡尔智能车大赛征稿启示
《全国大学生智能汽车竞赛——实践与创新(暂定)》征稿启事受教育部高等教育司委托(教高司函[2005]201号文),由教育部高等学校自动化专业教学指导分委员会(以下简称自动化分教指委)主办的“全国大学生智能汽车竞赛”已经成功举办了五届。
为了进一步落实大赛“立足培养、重在参与、鼓励探索、追求卓越”的指导思想,同时总结前五届比赛的组织经验和技术成果,为下一个五年的比赛工作提供基础,大赛秘书处受自动化分教指委的委托,现开始组织《全国大学生智能汽车竞赛——实践与创新(暂定)》一书的编写工作。
因此,全国大赛秘书处现向以往历届参赛队伍的指导老师、领队老师以及全国总决赛和分赛区比赛的承办组织老师们征稿,欢迎踊跃投稿。
同时,第六届“全国大学生智能汽车竞赛”的全国总决赛中,获评优秀论文的参赛队,可以按照本征稿启事要求的篇幅和格式(见附件)提交技术论文,将优先录用为本书内容。
论文可作为技术报告的附件一并提交,也可赛后另行提交。
征稿论文的内容及篇幅要求如下,论文模板及格式要求参见附件。
征文范围:智能汽车竞赛涉及的自动控制、模式识别、传感技术、电子、计算机、机械等学科知识,以及在赛事中培养学生的综合知识运用能力、工程实践能力和创新意识,倡导求真务实的学风和团队协作的人文精神等方面的教学经验和组织经验等。
文章可以依据(但不限于)以下分类进行选题:(1)红外/激光传感器技术与路径识别(2)摄像头数据处理与路径识别(3)电磁传感器技术与路径识别(4)驱动电机控制算法(5)转向电机控制算法(6)机械设计与调试(7)电子学系统与整车综合设计(8)车模竞赛中的团队建设与人才培养(9)创意赛及其它题材征文要求:1、稿件篇幅请控制在5000-8000字,格式遵循学术论文规范,采用本通知附件的论文模板撰写,便于后期统稿。
2、论文初稿请于2011年9月15日前通过E-mail发送到zengming@,稿件要注明文章对应的分类(见上)。
3、稿件经初选后将发出录用通知书,被录用的论文收入《全国大学生智能汽车竞赛——实践与创新(暂定)》一书。
杭州电子科技大学信息工程学院(电磁)-杭电信工1队技术报告
第六届“飞思卡尔”杯全国大学生智能汽车竞赛技术报告学校:杭州电子科技大学信息工程学院队伍名称:杭电信工 1 队参赛队员:梁利锋何少华陈巍带队教师:尹克曾毓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:梁利锋何少华陈巍带队教师签名:尹克曾毓日期:2011.8.11目录关于技术报告和研究论文使用授权的说明 (II)摘要 ................................................................................................................................................ I V 第一章引言. (1)第二章机械结构部分 (2)2.1 舵机的固定与安装 (2)2.2 前轮的调整 (3)2.3 差速的调整 (4)2.4 整车重心的调整(静止状态) (4)2.5 半米的前瞻机械系统 (5)第三章传感器的选择和布局 (6)3.1 传感器的选择 (6)3.2 电磁感应线圈在磁场中的特性 (7)3.3 传感器布局 (9)第四章硬件电路模块 (11)4.1 控制器模块 (12)4.2 路径识别模块 (13)4.3 电源模块 (15)4.4 测速模块 (16)4.5 电机驱动模块 (16)4.6 起跑线检测模块 (17)4.7 LCD液晶显示与键盘模块 (18)4.8 单片机控制模块 (18)第五章智能车软件设计 (20)5.1 控制总流程 (20)5.2 导线位置提取 (20)5.3 系统控制算法 (21)第六章开发与调试 (23)第七章智能车技术参数说明 (24)第八章鸣谢 (25)第九章总结 (I)附录A 电路原理图 (II)附录B 核心算法子程序 (VI)摘要本智能小车以飞思卡尔16 位微控制MC9S12XS128 作为唯一的核心控制单元,采用电感线圈和干簧管获取道路信息,通过设计简单的PID 速度控制器和简单的PID 方向控制器实时调整小车的速度与转角。
河北大学工商学院(电磁)-风鸣队
第六届“飞思卡尔”杯全国大学生智能汽车竞赛技 术 报 告学 校:河北大学工商学院队伍名称:风鸣参赛队员:韩彦杰刘导宋雪艳带队教师:陈义 张天舒I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五届“飞思卡尔”杯全国大学生智能汽车邀请赛有关保留、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:带队老师签名:日期:目录第一章 引言 (1)1.1概述 (1)1.2方案介绍 (2)第二章 智能车整体设计 (3)2.1技术方案的实现 (3)2.2系统机械结构设计 (3)2.2.1转向舵机的安装 (3)2.2.2摇头方案的实现 (4)2.3车模的机械调校 (5)2.3.1智能车车体基本参数 (5)2.3.2底盘高度 (5)2.3.3智能车前轮定位的调整 (6)2.4 轮胎处理 (8)2.5差速调整 (8)2.6智能车齿轮传动机构调整 (8)2.7 重心调节 (9)2.8测速模块安装 (9)2.9 PCB板的整体安装 (10)III2.10其他机械结构调整 (11)第三章 系统硬件设计 (13)3.1 硬件电路总体设计 (13)3.1.1 模块化 (13)3.1.2 方便性 (13)3.1.3 适应性 (13)3.2电源部分 (13)3.3电机驱动电路 (14)3.4检测模块 (16)3.4.1赛道中心线检测 (16)3.4.2起跑线检测 (19)第四章 系统软件设计 (22)4.1 主程序流程框图 (22)4.2 程序初始化 (23)4.2.1 初始化各个模块初始化 (23)4.2.2 速度挡选择 (23)4.2.3 传感器修正 (26)4.2.4 偏差距离计算 (26)4.2.5 经验的舵机打角PWM值计算 (29)4.2.6精确的模式判断 (29)4.2.7 实时速度值采集 (29)4.3 舵机和速度的PID控制算法 (29)4.3.1 经典PID控制算法介绍 (30)4.3.2 经典PID算法在本智能车上的应用 (31)4.3.3 高效的PID和鲁棒混合算法控制电机 (33)第五章 系统调试 (35)5.1基于Freescale Code Warrior的调试平台 (35)第六章 智能车技术参数说明 (38)第七章 总结 (39)参考文献 (40)部分程序代码 (Ⅰ)V第一章引言1.1概述“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,五年经验的积累使得比赛形式丰富,比赛规则比较完善,为广大同学提供了一个良好的学习提高的平台。
让小车飞——第六届“飞思卡尔”杯智能汽车竞赛决赛在西安举行
第六届“ 飞思卡尔" 智能汽 车竞赛决赛在 西安举行 杯
■ 记者 :胥京宇
21 0 1年 8月 1 8日至 2 0日, 第 创意赛 ,其 中所体 现 出的 中国学生 的 都能 通过这 个屏 幕看到 大家发 送 的短 六 届全 国大 学生 “ 飞思卡 尔 ”杯 智能 创新精神和创新水平令人赞叹 。 汽 车 竞 赛 决 赛 在 古 都 西 安 的 西北 工 业 大 学 举 行。 共 有 来 自 1 1所 学 校 O 的 1 6支 队伍参 加 了竞 速 比赛和创 意 8 比赛 。就 在 比赛 的前一 天 ,古城 还被 3 ℃以上的热 浪笼 罩着 。但仿 佛是 为 6
一
S弯处有两个车轮 出了赛道 ,按规定成 绩 是无效的 。同学们的意见通过短信平 台的 大屏幕 一览无 余地展 现在全 场观 众 面前 。卓老师和裁判马上调取了比赛 录像 ,认真地重新看过之后 ,认定该成
用飞思卡尔 3 位 M 2 CU来设计—个智能 交通系统 。共有 2 1个大学的队伍入 选 全国创意赛。经过评委老师的最后评定, 有 5支队伍的设计被选为优 胜队伍 ,在 决赛场地展示他们 的方案。竞速赛结束 后 ,每个创意赛入选队伍用 5 分钟时间
不 知道 以往的 比赛有 没有 ,这 次 主西北 工业 大学 的小车跑 得 飞快 并 创 准之 高 、组织之 专业 细致 、学生 们的 比赛为 大家 提供 了一个 专用 的短信平 造出 2 . 6 9 0 秒的好成绩 ,列该组别 第 2 热情和激情 , 都远远超出了我的想象 。 台供交 流联 络使用 。短信 平 台的界 面 名。但火眼金 睛的观众席的同学们发 尤其 需要 指 出的是 ,本届 大赛增 加了 被 现场 投影 到一个 大屏 幕上 ,所有人 现 ,西工大的小车在最后那段连续的小
Fly-D技术报告
第六届“飞思卡尔”杯全国大学生智能汽车竞赛技 术 报 告学 校: 广东海洋大学队伍名称: Fly-D队参赛队员: 刘诗恒易阳威赵圣麟带队教师: 谢仕义王 慧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于保留、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:摘要本技术报告主要讨论了基于Freescale公司的XS128芯片制作的自主巡线智能车的设计方案和原理,将从机械结构设计,硬件电路设计,软件算法设计以及调试经验等四个方面全面介绍智能车的制作及调试过程。
该车主要由摇头伺服电机和激光传感器构成的道路检测随动子系统,驱动电机以及机械传动齿轮构成的动力子系统,连杆机构以及转向伺服电机构成的转向子系统,速度检测系统以及以XS128为中心的电路子系统构成。
结合软件PID 控制理论完成了智能车自主巡线的功能。
在调试过程中主要应用LABVIEW处理无线串口模块发回的数据可以使调试过程更加得心应手。
关键词:Freescale 智能车巡线PID 激光传感器AbstractIn this essay,we mainly discuss the philosophy and designing experiences of self-directed smart vehicle model based on the chip XS128 produced by Freecale company. The passage is consisted of four parts which are the designing of mechanical mechanism, the designing of circuit, the designing of program and some experiences of debugging.The servo subsystem formed by servo motor which is used to control the direction of laser sensor, the driver subsystem formed by DC-motor and the mechanism of gears, the directing subsystem formed by the other servo motor and the mechanism of connecting bar, the speed detecting subsystem and the circuit subsystem finally form the whole vehicle model. With the help of PID theory, we accomplish the mission and made a self-directed smart car.During the period of debugging, we use Lab-view to process the data got from wireless module which makes things easier.Key words: Freescale, smart car, self-directed, laser sensor目录关于技术报告和研究论文使用授权的说明 (II)摘要 (III)第一章引言 ............................................................................................................................... - 1 - 第二章硬件系统的选择与确定 ............................................................................................... - 2 -2.1 电源管理 ...................................................................................................................... - 2 -2.2 电机驱动模块 .............................................................................................................. - 4 -2.3 巡线传感器模块 .......................................................................................................... - 6 -2.4 速度测量模块 .............................................................................................................. - 9 -2.5 随动舵机的选择 ........................................................................................................ - 13 -2.6 人机交互界面 ............................................................................................................ - 15 -2.7 PCB设计 ...................................................................................................................... - 16 -2.8 元器件与模块的选择 ................................................................................................ - 17 - 第三章各模块安装与机械改装 ............................................................................................. - 19 -3.1 各个模块的安装 ........................................................................................................ - 19 -3.1.1 主控板的安放 ................................................................................................. - 19 -3.1.2 随动舵机与激光传模块的放置...................................................................... - 19 -3.1.3 转向舵机的安放 ............................................................................................. - 20 -3.1.4 编码器的安置 ................................................................................................. - 20 -3.2 机械部分调整 ............................................................................................................ - 21 -3.2.1 前轮倾角调整 ............................................................................................... - 21 -3.2.2 差速机构调整 ............................................................................................... - 22 - 第四章车模整体控制策略介绍 ............................................................................................. - 24 -4.1 转向舵机控制算法 .................................................................................................... - 24 -4.2 电机速度控制算法 .................................................................................................... - 25 -4.3 应对虚线的控制策略 ................................................................................................ - 25 - 第五章赛道与场地 ................................................................................................................. - 29 - 第六章开发工具和调试过程 ................................................................................................. - 31 - 第七章模型车主要参数说明 ................................................................................................. - 33 - 第八章 总结 ............................................................................................................................. - 35 - 参考文献 ................................................................................................................................... - 36 - 附录核心部分源代码 ........................................................................................................... - 37 -第一章 引言智能车的制作是个漫长的学习过程,在这个过程中,从理论到实践,从硬件到软件,大家都有很大的提高。
河北大学工商学院(光电)-灵锐队
第六届“飞思卡尔”杯全国大学生智能汽车竞赛技术报告学 校: 河北大学工商学院队伍名称: 灵锐队参赛队员: 马云龙 秦山虎 葛鹏博带队教师: 叶小倩 孙宏伟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:马云龙秦山虎葛鹏博带队教师签名:叶小倩孙宏伟日期: 2011-8-6摘 要本文主要介绍了智能小车控制系统的软硬件设计及开发过程。
整个系统涉及车模机械结构调整、电机驱动和光电传感器的电路设计、路况采集和信号处理等多个方面。
车模以MC9S12XS128单片机为控制核心,以安装在跟踪舵机之上的激光管作为循迹传感器,采用红外与激光传感器配合的模式检测直线和起跑线,以2.5ms为一周期处理路况信息。
车模系统的简单工作原理是MC9S12XS128单片机收集激光和红外传感器返回来的赛道信息,通过相应运算后,软件判断其有效性,结合控制算法控制随动舵机给出合理舵值,控制前轮舵机转向,单片机再给出合适的PWM波占空比以控制电机转速,速度控制方面采用一个500线增量式光电编码器来实时反馈脉冲,利用单片机的脉冲累加器采集速度。
最后主控制芯MC9S12XS128 综合激光的采集的路面信息和编码器采集的速度信息,利用PID算法实现上排摇头舵机的转角,转向舵机的转角控制及电机的调速。
经实际场地测试,本车模系统可以很好的适应大小“S”弯,“十”字交叉和大回环等不同的赛道类型以及不同类型赛道的不同组合。
本车模的平均速度可达到 2.9m/s。
关键字智能车 激光传感器随动摇头 PID算法 MC9S12XS128目录摘 要 (I)目录 (II)第一章 引言 (1)1.1 概述 (1)1.2 系统主要结构思想 (4)1.3 文章结构 (4)第二章 模型车的主要设计思路和技术方案概要 (5)2.1 车体结构 (5)2.2 硬件 (5)2.3 软件 (5)2.4 车模设计特色与创新 (7)第三章 A型车模的机械设计 (8)3.1 机械部分 (8)3.2 车模的调整 (8)3.2.1 车体的重心 (8)3.2.2 传感器支架 (9)3.3 对前轮的调整 (9)3.3.1主销后倾 (9)3.3.2主销内倾 (7)3.3.3前轮外倾 (7)3.3.4前轮前束 (7)3.4对后轮的调整 (10)3.5对重心的调整 (11)3.6智能车后轮差速机构调整 (12)3.7智能车转向舵机安装调整 (12)3.8智能车测速模块安装 (12)3.9智能其他机械调整 (12)3.10智能车外观 (12)第四章 电路设计说明 (16)4.1 总体电路描述 (16)4.2 系统电源模块 (16)4.3 电机驱动模块 (18)4.4 最小系统原理图 (19)4.5 激光传感器及其电路设计 (19)4.5.1 激光探头的电路设计 (21)4.5.2 激光探头接收创新点 (22)4.6 测速电路 (23)4.7 核心控制板端口设置 (24)第五章 软件控制设计 (25)5.1软件控制的总体思路 (25)5.2模块初始化 (29)5.3 激光传感器路径识别 (30)5.4基于PID的控制算法 (29)5.5舵机摆头和转向子程序设计 (31)5.6虚线的处理 (35)5.7 软件部分总结 (35)第六章 开发工具和制作调试过程 (37)6.1 开发工具 (37)6.2 Codewarrior IDE的安装与使用 (37)6.3 调试装置 (37)6.4 C语言的在线调试 (43)6.5 调试中遇到的问题及解决过程 (43)6.5.1 跟踪舵机问题 (43)6.5.2 光点亮度问题 (43)第七章 结论 (45)7.1 模型汽车制作概述与技术指标 (45)7.1.1 车模最终可达到的速度 (45)7.1.2 车模主要技术指标 (45)7.1.3 机械部分其它参数 (45)7.2 智能车最终实物图 (46)7.3 总结 (46)致谢 (48)参考文献 (49)第一章 引言1.1 综述全国大学生飞思卡尔智能汽车竞赛是由教育部高等自动化专业教学指导分委员会主办,以“立足培养,重在参与,鼓励探索,追求卓越”为指导思想,是以智能汽车为竞赛平台的多学科专业交叉的创意性科技竞赛。
第六届飞思卡尔竞赛校内通知
关于组织我校学生参加第六届全国大学生“飞思卡尔”杯智能汽车竞赛的通知各学院: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(以下简称自动化分教指委)将主办第六届全国大学生“飞思卡尔”杯智能汽车竞赛。
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,是以智能汽车为竞赛平台的多学科专业交叉的创意性科技竞赛,是面向全国大学生的一种具有探索性的工程实践活动,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。
根据大赛组织安排,陕西赛区组委会负责本赛区的组织领导、协调与宣传工作。
根据省竞赛组委会的通知精神,我校将参加此次大赛,并决定成立西安电子科技大学“第六届全国大学生“飞思卡尔”杯智能汽车竞赛”组委会,机电一体化创新实践基地具体进行竞赛的组织实施。
现将有关竞赛组织机构及各项工作通知如下:一、大赛内容第六届全国大学生“飞思卡尔”杯智能汽车竞赛分为光电组、电磁组和摄像头组的竞速比赛和第六届全国大学生智能汽车创意竞赛。
二、组织机构1、西安电子科技大学第六届全国大学生“飞思卡尔”杯智能汽车竞赛组织委员会主任:黄大林赵克石光明委员:郭涛王小娟胡晓娟吴涛李团结段清娟2、组委会办公室组委会办公室设在:机电一体化创新实践基地办公室,地点:工程训练中心II区207房间。
三、报名资格、时间、方式、地点以及其它1、报名资格:我校在校本科大学生均可以报名参加;2、选拔报名截止时间: 2011年1月16日前;3、报名方式:网上报名E-Mail:qjduan@;学校选拔方式:在个人、小组报名的基础上,校竞赛组委会进行选拔和淘汰,挑选参加省级竞赛的最后人选。
4、场地:由于参赛作品是要制成机电一体化产品,要有安装调试过程,因此场地确定在新校区的“大学生机电一体化创新实践基地”,以利于设计、调试和指导。
第六届 远航队
第六届全国大学生“飞思卡尔”杯智能汽车竞赛技术报告学校:安徽理工大学队伍名称:远航队参赛队员:巩干干王建阳经伟带队教师:曲立国唐超礼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全国大学生“飞思卡尔”杯智能汽车邀请赛有关保留、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:第六届全国大学生智能汽车邀请赛技术报告目录摘要 (iii)第一章引言 (1)1.1 智能车的发展历史 (1)1.2 智能车研究的主要意义和内容 (1)第二章智能车设计分析 (3)2.1 设计要求及思路 (3)2.2 总体设计方案 (3)2.3 传感器设计方案 (5)2.4电机驱动模块方案 (5)第三章智能车硬件设计 (6)3.1 机械设计 (6)3.1.1 车模的结构特点 (6)3.1.2 舵机的安装 (6)3.1.3 摄像头的选择及安装 (7)3.1.4 系统电路板的固定及连接 (8)3.2 电路设计 (9)3.2.1 电路板核心的组成 (9)3.2.2 电源管理模块 (10)3.2.3 电机驱动 (11)3.2.4 编码器模块 (12)第四章智能车软件系统的设计 (14)4.1 软件整体流程图 (14)4.2 图像采集与处理的算法 (14)4.2.1 摄像头的工作原理 (15)4.2.2 二值化处理 (16)4.2.3 边沿检测法 (16)4.3 转向控制和车速控制的PID算法 (16)第五章开发和调试 (19)5.1 调试平台CodeWarrior IDE (19)5.1 调试器 (20)第六章总结 (22)6.1 车模主要技术参数说明 (22)6.2 总结 (22)参考文献 (24)摘要本文介绍了远航队为第六届全国大学生“飞思卡尔”杯智能汽车竞赛而设计的智能车系统。
飞思卡尔摄像头组优秀技术报告
第六届“飞思卡尔”杯全国大学生智能汽车竞赛技术报告学 校:曲阜师范大学队伍名称:炫 风参赛队员:孙闯 闫涛 王珊珊带队教师:黄金明 李坤1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:I摘要本文设计的智能车模型系统以MC9S12XS128微控制器为核心控制单元,通过CCD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;通过光电编码器检测模型车的速度,使用经典PID控制算法和Bang-Bang控制算法控制舵机的转向和驱动电机的转速,实现了对模型车的运动方向和运动速度的闭环控制。
为了提高模型车的速度和稳定性,我们使用LABVIEW仿真平台、无线模块等调试工具进行了大量硬件与软件测试,试验了多套方案,分析了大量的数据和参数信息,最终确定了现有的系统结构和各项控制参数。
关键字:MC9S12XS128 CCD PID LABVIEW SDIIAbstractThis paper we design a smart car model system based on MC9S12XS128 micro-controller as the core control unit ,through the CCD image sensor to obtain the circuit information. Then convert the original image into the binary image by the simulation in order to extract black guide line for track identification. The photoelectric encoder is used to detect the moving speed of the car. We use classic PID and Bang-Bang control methods to control the rotate speed of driving electromotor and direction of steering electromotor, to achieve the closed-loop control for the speed and direction. In order to increase the speed and the reliability of the car, a great number of the hardware and software tests are carried on and the advantages and disadvantages of the different schemes are compared by using the LabVIEW simulation platform, Wireless module and its like. Also,we design several schemes,analyses numerous data and parameters of information.Eventually confirm existing system structure and various control parameters.关键字:MC9S12XS128 CCD PID LABVIEW BANG-BANGIII目录引 言 ............................................................ (1)第一章 智能车系统总体设计1.1 系统基本工作理.......................................... (2)1.2 整车布局.................................... (2)1.3 系统总体设计框架......... (3)第二章 智能车机械系统设计及实现2.1 前轮倾角的调整....................................... (4)2.2 底盘高度的调整........................... (4)2.3 舵机的安装................................................ (4)2.4 摄像头的安装..................... (5)2.5 速度传感器的安装....................................... (6)第三章 智能车硬件系统设计及实现3.1MC9S12XS128最小系统板........................... (8)3.1.1 核心控制器介绍................................. (8)3.1.2 最小系统板设计................................................ (9)3.2电源管理模块3.2.1降压稳压电路设计 (11)3.2.2升压稳压电路设计 (11)3.2.3电源模块总体框图 (12)3.3路径识别模块3.3.1传感器的选择 (12)3.3.2视频同步分离电路 (14)3.3.3图像处理电路 (15)3.4高速AD模块 (15)3.5电机驱动模块3.5.1 33886驱动 (20)3.5.2 驱动电路.......................................... (22)3.6车速检测模块 (23)第四章 智能车软件系统设计及实现4.1控制系统程序框架 (25)IV4.2系统初始化 (25)4.2.1PLL初始化............................................................ (26)4.2.2PWM初始化............................................................ (26)4.2.3ECT模块初始化...................................................... (29)4.2.4PIT模块初始化...................................................... (29)4.2.5A/D初始化............................................................ (30)4.3黑线提取及优化处理4.3.1原始图像 (30)4.3.2黑线提取 (32)4.3.3路径选择 (32)4.4控制策略与控制算法................................................ (34)4.4.1经典PID算法介绍................................................ (34)4.4.2转向舵机的PID控制算法....................................... (36)4.4.3驱动电机的PID控制算法.................................... (37)第五章 系统开发及调试工具5.1开发工具 (39)5.1.1软件开发平台 (39)5.2系统调试 (40)5.2.1硬件调试 (40)5.2.2软件调试 (40)第六章 模型车的主要技术参数 (42)结 论............................................. (43)参 考 文 献..................... (44)V引言引言随着科学技术的不断进步和发展,智能控制的应用越来越广泛,几乎渗透到所有领域。
第六届获奖飞思卡尔名单
34.84 34.867 35.008 35.276 35.282 35.954
60 60 60 60 60
2、摄像头组决赛成绩
名次
学校名称
1 湖南大学
2 北京科技大学 3 山东大学 4 杭州电子科技大学信息工程学院 5 西北工业大学 6 杭州电子科技大学 7 华东理工大学 8 河海大学常州校区
队伍名称 睿思队 北京科技大学摄像头一 队 白杨(队) 杭电信工 5 队 翱翔队 钱江 5 号 Drift 雏鹰队
比赛成绩 28.907 29.191 30.21 30.972 31.598 31.749 32.13 32.689 33.03
33.552 33.665 33.949 34.306 34.702
闪光突击一队 灵锐 惠捷一号 凯旋队 飞思嘉杭 2 队 光电一队 Fly-D 贵科光电 AngryCar 钱江 4 号 SEED
15.695 15.712 15.724 15.875 15.884 15.993 15.999 16.126 16.284 16.306 16.407 16.505 16.521 16.676 16.783 16.863 16.94 17.143 17.215 17.248 17.263 17.345 17.351 17.453 17.478 17.574 17.63 18.013 18.135
18.2 18.223 18.284 18.375 18.786 18.868 19.71 20.948 21.002 21.009 24.876
60
序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42
第六届“飞思卡尔”智能车东北赛区经验交流课件
05
案例分析与实践
优秀队伍案例分析
案例一
XX大学代表队
策略
采用先进的路径规划算法,实现快速响应和精确 控制。
成果
在比赛中表现出色,获得优异成绩。
优秀队伍案例分析
案例二
01
XX工业大学代表队
策略
02
注重硬件优化和软件调试,提高系统稳定性。
成果
03
在关键时刻发挥稳定,获得关键积分。
优秀队伍案例分析
1 2
案例三
XX师范大学代表队
策3
成果
在赛道识别和跟踪方面表现出色,获得好评。
创新技术应用案例分享
案例一
XX大学代表队分享的基于深度学习的目标识别技术
技术介绍
利用深度学习算法训练模型,实现对赛道上目标的快速准确识别 。
应用效果
提高了智能车的感知能力,增强了控制精度。
互动交流
在现场互动环节,观众可以向嘉宾提问,嘉宾也会分享他 们在智能车领域的经验和见解。
交流内容
观众可以就智能车的硬件设计、软件算法、应用场景等方 面与嘉宾进行深入交流。
观众提问环节
提问方式
观众可以通过现场提问或事先提交的问题向嘉宾提问。
问题筛选
为了确保交流的顺利进行,我们会筛选出有代表性及建设性的问题进行提问。
03
技术解析与探讨
智能车硬件设计解析
01
02
03
04
硬件架构
介绍智能车的整体硬件架构, 包括主控制器、传感器、电机
驱动等主要部件。
传感器选择
分析不同传感器的性能特点, 以及在智能车中的实际应用效
果。
电源管理
探讨如何实现高效稳定的电源 管理,保证智能车在竞赛中的
第六届_河南大学摄像头一队_技术报告
第六届“飞思卡尔”杯全国大学生智能汽车竞赛技术报告学 校: 河南大学队伍名称: 河南大学摄像头一队参赛队员: 赵环宇秦明岩赵文丰带队教师: 高伟、张镭i第六届飞思卡尔杯技术报告 ii摄像头一队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:_________iii摘 要本论文以“飞思卡尔”杯全国大学生智能车竞赛为背景,介绍了以N286车模为搭建平台的智能车设计与控制。
本设计以MC9S12XS128作为唯一的微控制器,进行数据的采集处理和电机、舵机的控制;采用CMOS摄像头为核心路径识别传感器,实现黑线的提取并路径的判别;以基于BTS7940的设计作为电机驱动,实现电机的稳定控制;针对车模的双电机后轮分别驱动模式,我们采用了力求精确的双光电编码盘分别进行速度的测量以及控制,实现了此动力控制系统的闭环控制,更好的满足了系统设计中差速控制的需要。
此外,在控制策略算法上,本设计采用了动力系统的PID控制算法,转向系统的PD控制算法。
为了更好的分析、调试整个系统,我们借助于24L01无线模块,开发使用了VB上位机、Labview上位机分别辅助调试进行。
综合整个系统,结合整体实验结果表明,本方案切实可行。
关键词:MC9S12XS128、CMOS、BTS7940、Labview、VB、差速控制、PID、iv摄像头一队目 录摘 要 (iv)目 录 (I)第一章 引言................................................- 1 -1.1智能车研究背景......................................- 1 -1.2 智能车大赛背景.....................................- 1 -1.3 技术报告整体布局以及文献综述......................- 2 -第二章 总体设计...........................................- 3 -2.1系统要求............................................- 3 -2.2 系统概述...........................................- 3 -2.3 系统结构...........................................- 5 -2.4模型车技术参数统计.................................- 6 -第三章 整车布局及机械改装..................................- 7 -3.1 车模整车布局.......................................- 7 -3.1.1 车模分析.....................................- 7 -3.1.2 车模布局思想.................................- 8 -3.1.3 车模大体布局.................................- 9 -3.1.4 车模舵机布局安装............................- 10 -3.1.5 传感器布局、安装............................- 13 -3.2 车模机械改装......................................- 15 -3.2.1 车模机械分析................................- 15 -3.2.2 车模机械调整思想............................- 15 -3.2.3 车模前轮参数调整............................- 15 -3.2.4 车模底盘改装................................- 17 -3.2.5 车模重心调整................................- 19 -第四章 电路设计...........................................- 20 -4.1 电路设计概述.....................................- 20 -4.2 各模块电路设计....................................- 20 -4.2.1稳压模块电路设计............................- 20 -4.2.2 单片机核心板电路设计.......................- 21 -4.2.3 视频处理模块电路设计.......................- 22 -4.2.4 驱动模块电路设计...........................- 23 -4.2.5 调试模块电路设计............................- 24 -第五章 程序算法...........................................- 26 -5.1程序设计概述.......................................- 26 -5.2 整体控制策略......................................- 26 -5.2.1 路径提取算法................................- 28 -5.2.2 PID控制原理.................................- 29 -I第六届飞思卡尔杯技术报告5.2.3 数字PID控制算法.............................- 30 -5.2.4舵机的控制...................................- 31 -第六章 开发工具以及辅助调试...............................- 32 -第七章 比赛总结与展望.....................................- 36 -参考文献..................................................- 37 -附录.. (I)II摄像头一队第一章 引言1.1 智能车研究背景随着全球能源问题的日益突出,电动汽车逐渐成为当今世界汽车市场的重要分支,也必将成为未来汽车市场的发展方向和主要力量。
浙江师范大学-先驱音速技术报告
第六届“飞思卡尔”杯全国大学生智能汽车竞赛技术报告学校:浙江师范大学队伍名称:先驱音速参赛队员:谭黎张川沈艳红指导教师:武林潘日敏2011年8月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有关保留、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:谭黎张川沈艳红带队教师签名:武林潘日敏日期:2011.8.8摘要本文介绍了浙江师范大学先驱音速队队员们在准备第六届飞思卡尔智能车大赛过程中的工作成果。
智能车的硬件平台采用带MC9S12XS128处理器的S12环境,软件平台为CodeWarrior IDE5.0开发环境,车模采用大赛组委会统一提供的1:10的仿真车模。
文中介绍了智能小车控制系统的软硬件结构和开发流程。
本智能车采用四个电感线圈来检测磁场的寻迹方案,配合编码器、电机、舵机、电池等组成的驱动电路进行信息处理,以达到路径识别的目的,控制模型车高速稳定地在跑道上行驶。
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。
为了提高智能赛车的行驶速度和可靠性,试验了多套方案,并进行软硬件升级,通过大量的数据和实验现象分析,最终确定了现有的系统机械结构和各项软件控制参数。
关键字:Freescale单片机;磁场检测;PID控制算法;智能车AbstractThis passage introduces the operation achievement that the team members found who come from‘low altitude flight’,Zhejiang Normal University during the preparation for the5th Freescale intelligent car contest.The hardware is supported by S12circumstance with MC9S12XS128processor.The software is CodeWarrior IDE5.0.The model car uses the1:10of simulation model unified offered by the competition CommitteeThe text describes the intelligent car control system hardware and software architecture and development process.The smart car adopts four inductance coils to detect magnetic fields for searching the racecourses.The driving circuits are composed by encoder,DC motor,steering engine,battery and these can carry on the information processing in order to recognize the ways so that the members could control model car high-speed and stable driving on the runway.The whole system relates to many aspects such as the adjustment of the model car architecture,design and layout of sensor's circuit,control algorithm and strategy optimization.In order to raise the intelligent car’s speed and reliability,we experimented many plans and carries on the software and hardware promotion.Through innovation technology,and ultimately determines the structure of the existing system and various control parameters.Keyword:Freescale microcontroller;magnetic fields detection;PID control algorithm目录第一章引言 (1)1.1赛事概况 (1)1.2方案简介 (1)1.3方案内容安排 (2)第二章技术方案概述 (3)第三章总体机械设计方案 (4)3.1舵机部分设计 (4)3.2后轮差速部分设计 (5)3.3电机部分设计 (6)3.4尾部舵机 (6)第四章硬件电路设计方案 (7)4.1电源管理模块设计 (7)4.1.1MCU、编码器供电电路 (7)4.1.2舵机供电电路 (8)4.1.3电磁传感器供电电路 (8)4.1.4液晶供电电路 (9)4.2电机驱动模块设计 (9)4.3S12最小系统模块设计 (10)4.4磁场检测模块设计 (11)4.6速度检测模块设计 (12)4.7液晶键盘模块设计 (12)第五章软件设计方案 (13)5.1循迹算法设计 (14)5.2速度控制子程序设计 (14)5.2.1PID控制算法 (14)5.2.2PID参数整定 (15)5.3PWM子程序设计 (16)5.4小车控制策略 (17)5.5软件开发环境 (17)第六届全国大学生智能汽车邀请赛技术报告第六章模型车参数 (19)第七章结论 (20)7.1系统的特色 (20)7.2系统的不足 (20)参考文献 (21)致谢 (22)第一章引言第一章引言1.1赛事概况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。
第六届 劭杰二队技术报告
第六届“飞思卡尔”杯全国大学生智能汽车竞赛技术报告学校:安徽工程大学队伍名称:邵傑二队参赛队员:方海贞盛双朱灿带队教师:王冠凌杨会成第六届全国大学生智能汽车竞赛技术报告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:目录第一章引言1.1概述 (1)1.2电磁车体系结构 (1)第二章系统硬件设计 (3)2.1机械结构设计 (3)2.1.1车模组装与改造 (3)2.1.2前轮定位与调整 (3)2.1.3差速的调整 (4)2.1.4舵机力臂的调整 (4)2.1.5传感器的安装 (5)2.1.6编码器的安装 (5)2.1.7电路板的固定与安装 (6)2.2路径检测模块设计 (7)2.2.1电磁场检测原理 (7)2.2.2传感器布局设计 (8)2.3车模其它部分设计 (11)2.3.1速度传感器 (11)2.3.2控制部分 (12)2.3.3执行机构 (12)2.3.4人机接口 (13)2.3.5电源部分 (14)第三章系统软件设计 (15)3.1Codewarrior简介 (15)3.2MC9S12XS128片内资源简介 (15)3.3所用模块简介 (15)3.3.1时钟模块 (16)3.3.2PWM模块 (16)3.3.3串口模块 (17)3.4程序主要算法介绍 (17)3.4.1舵机控制 (18)3.4.2电机控制 (19)3.5调试环境设计 (20)3.5.1赛道环境的搭建 (20)3.5.2主要调试手段 (21)第四章赛车主要技术参数 (23)第五章结论 (24)参考文献 (I)附录 (II)第六届全国大学生智能汽车竞赛技术报告附录A:整车效果图 (II)附录B:智能车源程序 (III)第一章引言1.1概述“飞思卡尔”杯全国大学生智能汽车竞赛,是由教育部高等学校自动化专业教学指导分委员会主办的科技竞赛。
开启智能车竞赛新格局
51责任编辑:李健产业聚焦IndustrySpotlight 2011.10第六届全国大学生飞思卡尔杯智能车竞赛总决赛近日在西北工业大学成功举办,今年的比赛依然由摄像头、光电和电磁三个竞赛单元和创意赛组成。
东道主西北工业大学成为总决赛最大赢家,首次拿下两个特等奖,并再次获得创意赛一等奖,其他7个特等奖被多所学校瓜分,值得注意的是,其中三所学校今年是首次斩获特等奖。
也许这从一个侧面证明,随着大家对平台逐渐熟悉,传统强队的优势已经逐渐消失,群雄逐鹿的时代即将来临。
S12系列最后的盛宴?回顾过去的6届大赛,S12系列作为核心开发平台逐渐被广大学生和指导老师们所熟悉,存在的问题是赛车开启智能车竞赛新格局李健 《电子产品世界》编辑开发经验积累越来越丰富,因此很多参赛车队会沿袭上届甚至前几届的赛车进行再开发,这使学生的动手能力培养效果大打折扣。
在大规则无法更改的前提下,我们看到的是赛道越来越难,新元素越来越多,以提升对赛车的考验,增加需要重新设计的全新挑战。
不过即使如此,赛车的速度依然越来越快,且完赛率越来越高。
今年的赛道(图1)对比去年,增加几个很明显的改进,对赛车提出了全新的考验。
从赛道图上我们看得到,首先是弯道明显更多更难,特别是几个曲率非常大的弯道,其中今年加入最明显的是一个发卡弯,这个弯道最特别之处在于,虽然存在于一个下坡道后的直道尽头,但并不是发卡弯紧接直道,而是直道之后先是一个右弯,然后紧跟一个左发卡弯,这种组合非常考验赛车在高速运行中的判决能力和控制力(图2),过弯的速度控制要求很高才能既不损失时间,又不冲出赛道。
另外一个比较特别的就是连续的S 弯道,以往的小S 弯是单独出现,这样赛车提前捕获信息后,经过计算可以直冲,但是今年的小S 弯之后紧跟大S 弯,让赛车必须根据S 弯的曲率进行快速调整,增加难度的同时让赛车直冲小S 弯的危险更大(图3)。
可以说这两处赛道的曲率变化都非常快,让赛车在搜集信息和判决的过程必须设计得更为优化,才能顺利通过。
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小的电路板可以使用名称缩写,名称在车模技术检查时直接可见。
可以选择参数: 1) 开发软件可以选择 CodeWarrior 调试软件,也可以另行选择; 2) 开发调试硬件可以选择秘书处统一推荐的 BDM 工具,也可以另行选择; 3) 电路所使用元器件(传感器、各种信号调理芯片、接口芯片、功率器件等)
软件的修改; z 比赛场地内,除了裁判与 1 名队员之外,不允许任何其他人员进入场地; z 不允许其它干扰赛车运动的行为; z 不允许赛车的任何传感器或者部件损毁跑道; z 不允许车模设计方案抄袭,参赛队伍的车模设计的硬软件需要相互之间
有明显的不同。
5
4.比赛组织说明: 1) 现场正式比赛前,每个参赛队伍都有现场环境适应性调试阶段。调试跑道 与比赛跑道形状不一样。 2) 比赛开赛之前,所有车模都由比赛组委会收集并存放在同一保管区域,直 到比赛结束。 3) 在比赛期间,大赛组委会技术处将根据情况对参赛车模进行技术检查。如 果违反了比赛规则的禁止事项,大赛组委会有权取消参赛队伍的成绩。
五. 其他 1. 比赛过程中有其他作弊行为的,取消比赛成绩; 2. 参加预赛并晋级决赛的队伍人员不允许改变; 3. 本规则解释权归竞赛秘书处和比赛组织委员会所有。 第六届全国大学生“飞思卡尔”杯智能汽车竞赛组织委员会 全国大学生智能汽车竞赛秘书处 2010 年 11 月 1 日
6
附件一:智能竞赛车模的规定 1) 禁止改动车底盘结构、轮距、轮径及轮胎; 2) 禁止采用其它型号的驱动电机,禁止改动驱动电机的传动比; 3) 禁止改造车模运动传动结构,包括滚珠轴承; 4) 禁止改动舵机,但可以更改舵机输出轴上连接件; 5) 禁止改动驱动电机以及电池,车模前进动力必须来源于车模本身直流电 机及电池; 6) 禁止增加车模地面支撑装置。在车模静止、动态运行过程中,只允许车 模原有四个车轮对车模起到支撑作用。 7) 为了安装电路、传感器等,允许在底盘上打孔或安装辅助支架等。
2)决赛阶段规则 i. 参加决赛队伍按照预赛成绩进行排序,比赛顺序按照预赛成绩的倒序进 行。 ii. 决赛的比赛场地使用一个赛道。决赛赛道与预赛赛道形状不同,占地面 积会增大,赛道长度会增加。
iii. 每支决赛队伍只有一次比赛机会,在跑道上跑一圈,比赛过程与要求同 预赛阶段。
iv. 计时由电子计时器完成并实时显示。 v. 预赛成绩不记入决赛成绩,只决定决赛比赛顺序。没有参加决赛阶段比
250mm 宽和 400mm 长。对于 B 型车模(电磁组)改装完毕后,车模尺寸
2
宽度不超过 250mm,长度没有限制,比赛过程中长度不得发生改变。
二、有关赛场的规定 1. 赛道基本参数(不包括拐弯点数、位置以及整体布局)见附件三; 2. 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与制作实际赛道 相同的材料所做的测试赛道供参赛队进行现场调试;
在分赛区(省赛区)阶段中,裁判以及技术评判由各分赛区(省赛区)组委 会参照上述决赛阶段组织实施。
四、分赛区、总决赛比赛规则 分赛区和总决赛的比赛规则相同,都具有电磁组、光电组和摄像头组比赛。
三个赛题组比赛一般在同一个场馆同时进行,所遵循的比赛规则是相同的,但如 果受到主办方场馆条件限制,三个赛题组也可安排在不同场馆分别进行。三个赛 题组分别独立进行成绩排名。
三、裁判及技术评判 竞赛分为分赛区(省赛区)和全国总决赛两个阶段。其中,全国总决赛阶段
是在全国竞赛组委会秘书处指导下,与决赛承办学校共同成立竞赛执行委员会, 下辖技术组、裁判组和仲裁委员会,统一处理竞赛过程中遇到的各类问题。
所有竞赛组织委员会工作人员,包括技术评判组及现场裁判组人员均不得参 与任何针对个别参赛队的指导或辅导工作(提供微控制器培训除外),不得泄露 任何有失公允竞赛的信息。
种类与数量都可以自行设计选择。
附件三:赛道基本参数(不包括拐弯点数目、位置以及整体布局)
1) 赛道路面用专用白色基板制作,在初赛阶段时,跑道所占面积在 5m×7m
左右,决赛阶段时跑道面积可以增大。
2) 赛道宽度等于 50cm。
3) 铺设赛道地板颜色不作要求,它和赛道之间可以但不一定有颜色差别。
4) 跑道表面为白色,中心有黑线作为引导线,黑线宽 25mm±5。引导黑线大
舵机:FUTABA3010
限公 司
1
北京
B
科宇
电
型
通博
磁
车
科技
组
模
有限
车模型号 电机:540,伺服器:S-A6
公司
东莞
市博
C
摄 思电Leabharlann 型像 子数车
头 码科
模
组 技有
车模型号:N286 电机:RN260-CN 38-18130
伺服器:FUTABA3010
限公 司
z 细节及改动限制见附件一。 2. 须采用飞思卡尔半导体公司的 8 位、16 位处理器作为唯一的微控制器。
竞赛秘书处制定如下比赛规则适用于各分赛区预赛以及全国总决赛,在实际 可操作性基础上力求公正与公平。
一、器材限制规定
1. 须采用统一指定的车模。本届比赛指定采用三种车模,分别用于三个赛题组:
编
车模外观和规格
赛 供应
号
题 厂商
组
东莞
市博
A
思电
光
型
子数
电
车
码科
组
模
技有
车模:G768 电机:RS380-ST/3545,
部分为连续黑线,部分线段会是虚线。虚线的规格如下:
实线段
100mm
虚线段
实线段
100mm
虚线段可能出现在赛道的直线部分,也可能出现在赛道的转弯部分,如 下图所示:
每段虚线长度不超过 1 米。 虚线不会出现在十字交叉路口、坡道中。 5) 赛道中心黑色线下铺设有直径 0.1-0.8mm 漆包线,其中通有 20KHz,100
赛的队伍,预赛成绩为最终成绩,参加该赛题组的排名。
2. 比赛过程规则 按照比赛顺序,裁判员指挥参赛队伍顺序进入场地比赛。同一时刻,一个场
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地上只有一支队伍进行比赛。 在裁判员点名后,每队指定一名队员持赛车进入比赛场地。参赛选手有 30
秒的现场准备时间。准备好后,裁判员宣布比赛开始,选手将赛车放置在起跑区 内,即赛车的任何一部分都不能超过计时起始线。赛车应在起跑区静止两秒钟以 上,然后自动出发。赛车应该在 30 秒之内离开出发区,沿着赛道跑完一圈。由 计时起始线两边传感器进行自动计时。赛车跑完一圈且自动停止后,选手拿起赛 车离开场地,将赛车放置回指定区域。
附件二:电路器件及电路制作限制 1) 车模控制电路须采用飞思卡尔半导体公司的 8 位、16 位 MCU 作为唯一的 微控制器。16 位 MCU 只能采用 9S12XS128(封装不限),也可以选用 16 位 DSC 或 8 位 MCU(8 位 MCU 可以使用 2 片)。核心控制模块可以采用 组委会推荐的 9S12XS128 模块,也可以选用飞思卡尔公司微控制器自行 设计制作控制电路板。每台模型车的电路板中只允许使用一种型号微控制 器。8 位微控制器最多可以使用 2 片,16 位微控制器限制使用 1 片;不得 同时使用 8 位和 16 位微控制器。 2) 除了上述规定的微控制器之外不得使用辅助处理器以及其它可编程器件; 3) 伺服电机数量不超过 3 个; 4) 传感器数量不超过 16 个:光电传感器接受单元计为 1 个传感器,发射单 元不计算;CCD 传感器计为 1 个传感器;磁场传感器在同一位置可以有 不同方向传感器,计为一个传感器。 5) 直流电源使用大赛指定的电池; 6) 禁止使用 DC-DC 升压电路直接为驱动电机以及舵机提供动力; 7) 全部电容容量和不得超过 2000 微法;电容最高充电电压不得超过 25 伏; 8) 本竞赛智能车中,除单片机最小系统的核心子板、摄像头、舵机自身内置 电路外,所有电路均要求为自行设计制作,禁止购买现成的功能模块。如 果自制电路采用 PCB 印制电路板,必须在铜层(TopLayer 或 BottomLayer) 醒目位置放置本参赛队伍所在学校名称、队伍名称、参赛年份,对于非常
如果比赛完成,由计算机评分系统自动给出比赛成绩。
3.比赛犯规与失败规则 比赛过程中,由比赛现场裁判根据统一的规则对于赛车是否冲出跑道进行裁
定。赛车前两次冲出跑道时,由裁判员取出赛车交给比赛队员,立即在起跑区重 新开始比赛。选手也可以在赛车冲出跑道后放弃比赛。
比赛过程中出现下面的情况,算作模型车冲出跑道一次。 z 裁判点名后,30 秒之内,参赛队没有能够进入比赛场地并做好比赛准备; z 比赛开始后,赛车在 30 秒之内没有离开出发区; z 赛车在离开出发区之后 60 秒之内没有跑完一圈; 比赛过程中如果出现有如下一种情况,判为比赛失败: z 赛车冲出跑道的次数超过两次; z 比赛开始后未经裁判允许,选手接触赛车; z 决赛后,赛车没有通过现场技术检验。 如果比赛失败,则不计成绩。 比赛禁止事项: z 不允许在赛车之外安装辅助照明设备及其它辅助传感器等; z 选手进入比赛场地后,除了可以更换电池之外,不允许进行任何硬件和
z 有关细节及其它电子器件使用的限制见附件二; 3. 三个赛题组所以使用传感器限制:
z 参加电磁赛题组不允许使用光学传感器获得道路的光学信息,但是可以使 用光电码盘测量车速;
z 参加光电赛题组不允许使用图像传感器获取道路图像信息进行路径检测; z 参加摄像头赛题组可以使用光电管作为辅助检测手段; 4. 其他事项 z 如果损毁车模中禁止改动的部件,需要使用相同型号的部件替换; z 对于 A 型,C 型车模(光电组、摄像头组)改装完毕后,尺寸不能超过:
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只允许对赛车的硬件(不包括微控制器芯片)进行调整。第二轮比赛在 同一赛道沿逆向进行。 iv. 在每轮比赛中,选手首先将赛车放置在起跑区域内赛道上,赛车至少静 止两秒钟后自动启动。 v. 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 要自动停止在起始线之后三米之内的赛道内,如果没有停止在规定的区 域内,比赛计时成绩增加 1 秒。 vi. 每辆赛车以在两个单轮成绩中较好的一个作为赛车最终初赛成绩;计时 由电子计时器完成并实时显示。 vii. 根据参赛队伍数量,由比赛组委会根据成绩选取一定比例的队伍晋级决 赛。 viii. 晋级决赛的赛车在决赛前有 10 分钟的调整时间。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。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。 ix. 由裁判组申报组织委员会批准公布决赛名单。 x. 全部车模在整个比赛期间都统一放置在车模的展示区内。