全国大学生智能车竞赛知识培训
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。
智能车竞赛相关资料
第七届全国大学生“飞思卡尔”杯智能汽车竞赛竞赛比赛事宜说明本文将只对于光电组、电磁组和摄像头组的竞速比赛进行说明。
有关创意竞赛的说明请参见《第七届全国大学生智能汽车创意竞赛说明》一、比赛平台与比赛内容1.竞赛采用秘书处统一指定的车模套件，车模控制电路须采用飞思卡尔半导体公司的8位、16位、32位MCU作为唯一的微控制器。
同一学校的同一组别中不同队伍之间需要采用飞思卡尔不同系列的微控制器。
飞思卡尔不同系列的微控制器包括，32位Kinetis系列；32位ColdFire系列；32位MPC56xx 系列；8位微控制器系列（可使用2片）；16位DSC系列；16位微控制器9S12XS 系列；16位微控制器9S12G系列。
秘书处可以提供K10、9S12XS128、MPC5604B 开发板、在线调试工具和培训教材，免费发放Code Warrior开发软件。
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.按照车模识别路线方案比赛分成电磁组、光电组和摄像头组。
通过感应由道路中心电线产生的交变磁场进行路径检测的车模属于电磁组；通过采集道路图像（一维、二维）或者连续扫描赛道反射点的方式进行路径检测的车模属于摄像头组；通过采集道路少数离散点反射亮度进行路径检测的车模属于光电组。
每一参赛队只能参加一个组别比赛。
4.竞赛根据赛车在赛道上运行单圈最短时间进行评奖。
5.比赛将首先按照地域划分为五个分赛区和三个省赛区。
参加分赛区的学校，不允许跨赛区报名。
每个学校最多可以报六支队伍参加分赛区比赛，报名三支（含）以上队伍的学校必须包含有电磁、光电和摄像头三个组别的参赛队伍，如果只报名两支队伍，则他们必须分属于不同的赛题组。
三个省赛区分别是安徽省赛区、山东省赛区和浙江省赛区。
省赛区组委会可以根据本省参赛学校情况，制定相应的报名规则。
从省赛区选拔参加全国总决赛队伍的规则必须和五个分赛区的报名规则保持一致。
通过智能车大赛培养大学生的创新能力
学生学会 应用 知识动 手实 践，开展 独具 个颖性 和 前 瞻性 的科 学研 究 活动 等。在
这项赛 事 自２ ０ ０ ６年启动 以来 ，获 得全 国范 围内具 有控制 学 生科技实践 过程 中，在 寻找答案 过程 中不断提 出一些 新的想
科学与工程学 科的高校及包括港澳在 内的有关高校大学生的积 法 ，产生一些新行为 ，从 而创造 出科 技成果 。总之 ，在 这个 过
创新 的基 础是 全面掌握 本领 域的相关知识。所 谓创新就是
模 式 识 别 、 传感 技 术 、 电子、 电气 、计 算 机 、机 械 等 多 个 学 科 在 已有 基 础 上 的 突 破 ， 但 要 求 是 观 念 、思 维 、 方 法 上 的创 新 ，
交叉的科技创意性 比赛，旨在 培养大学 生对知识的把握 和创新 是建立在对 客观规律正确认识的科学的基础上的， 在深入理解 、 能力，以及从事科学研究 的能力。
领会 前人智 能精髓 的基 础上 ，敢 于对 书本上 的知识产 生质疑 ，
参赛 队伍在统一车模平 台基 础上，制作一 个能够 自主识 别 敢于提 出自己的想法和观 点 ； 善于进 行创造性 的学习，运用 要
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 知识，善于对 已知知识进行 “ 新组织”或 “ 重 转换” ，从而 萌发
极响应，在 全国高校 及社 会上 推动 一波 人才培养 与尖端科技紧 程 中学 生 的 想 象 能 力 、 操 作 能力 和创 新 能 力 得 到 了培 养 。 密结合的浪潮，反响强烈 。 ｒ
二 、创新能力的内涵 当今，创新意识和创 新能力越来越成为一个 国家国际竞 争
缺 少 的 重 要 形 式 和 重 要 环 节 。 于 是 ，教 育 部 组 织 多 项 全 国 大 力和 国际地位最 重要 的决定 因素。创新能力的培养 ，特 别是高
智能车竞赛技术讲座 教学大纲
智能车竞赛技术讲座一、课程说明课程编号：090107X10课程名称：智能车竞赛技术讲座/ Intelligent car contest technical seminars课程类别：学科基础课学时/学分：16/1先修课程：高等数学，大学物理适用专业：自动化、测控技术与仪器、智能科学与技术、电气工程及其自动化、通信工程、电子信息工程、计算机科学与技术、信息安全、物联网工程、软件工程、电子信息科学与技术、能源与动力工程、机械设计制造及其自动化、微电子科学与工程、车辆工程、交通设备与控制工程、材料科学与工程等相关专业教材、教学参考书：1.卓晴,黄开胜著.学做智能车-挑战“飞思卡尔”杯. 北京：北京航空航天大学出版社,2012年2.闫琪,王江,熊小龙,朱德亚等. 智能车设计-“飞思卡尔杯从入门到精通”.北京:北京航空航天大学出版社,2014年3.隋金雪,杨莉,张岩.“"飞思卡尔”杯智能汽车设计与实例教程. 北京:电子工业出版社,2014年二、课程设置的目的意义该课程旨在帮助参加“全国大学生智能车竞赛”的学生和广大业余车模爱好者自主研究和制作能自动识别道路并稳定高速行驶的移动智能机器人。
通过本课程学习让学生了解车模的机械调整、控制系统硬件电路设计、软件仿真、控制策略以及单片机开发等多方面的基本知识，为学生自主开发快速、稳定的智能车奠定基础。
三、课程的基本要求知识：通过本课程的学习，使学生了解教育部举办的全国大学生智能车竞赛的历史、意义和发展趋势，掌握智能车的工作原理、基本结构和运行知识，获得较好的智能车系统分析、设计及开发方面的工程实践知识，具有初步的工程管理、节约资源、环境保护、社会法律等基本知识。
能力：通过本课程学习，要求学生对智能车的发展概况、基本原理、前沿知识和应用领域有初步了解；对智能车竞赛的光电、摄像头、电磁等导航方案的智能车主要理论与技术有一定掌握，启发学生对后续新组别的智能车研究、开发能力；针对智能车循迹、避障等具体问题提出有效的解决方案，提高研究开发出稳定、高速智能车系统的能力，培养学生创新意识，提高分析、发现、研究和解决问题的能力。
恩智浦杯全国智能车竞赛之pid调节
ｋ
ｕ（ｋ）＝Ｋｐｅ（ｋ）＋Ｋｉｊ∑＝０ｅ（ｊ）＋Ｋｄ［ｅ（ｋ）－ｅ（ｋ－１）］ 在将相关数据代入到公式中后，得出相应的结果为：
ΔＵｋ＝Ａｅ（ｋ１）＋Ｃｅ（ｋ２） 对公式进行分析，其中 Ｐ的值用 ＫＰ 进行表示，而 Ｄ值的表 示则为 ＴＤ，Ｉ值的表示则为 １／Ｔｉ，均为常数，而 Ｔ，为已知，代表了 采样周期。其中，对 ＡＢＣ进行计算，需要从 ＰＩＤ入手进行换算， 将公式代入，其中的 ＰＩＤ也为一个常数，代入其中后，可用公式 ｅ（ｋ）ｅ（ｋ－１）ｅ（ｋ－２）进行表示，从而得出 ΔＵｋ的值。并根据得出 的值，对 ＰＷＭ的大小进行合理调节，实现对速度的要求。 在对 ＰＩＤ控制器的参数进行计算时，其方法通常需要将临 界比例法进行应用，这种计算方法需要采用一个相对容易理解 的控制模型，通过对模型进行简单讲解，在具体实施操作过程 中，需要两人配合，一个人以 ＰＩＤ控制的方法走 １１０步后停下。 （１）对其中的 Ｐ比例进行控制，需要根据一定的步伐规律 实现一百多步的步行，然后停止。 （２）对 ＰＩ积分进行控制，则需要根据步伐，在完成行走，停 止后，回头，继续走，走到一百零几步的位置，继续转头向一百 多步的位置走，并在一百多步的位置来回晃几次后，停止在一 百多步的位置上。 （３）对 ＰＤ微分进行控制，需要根据相应步伐在走到一百 零几步后，逐渐向一百多步的位置进行靠近，并在一百多步的 位置进行准确停止，实现无静差控制过程，如果存在不准确停 靠，则表示存在静差控制。 下面介绍为一种常用调试步骤： （１）将增益 Ｐ的比例进行确定。在对增益比例 Ｐ进行确定 时，需要先将 ＰＩＤ的积分项去掉，同时去掉相应的微分项，在一 般情况下，需要将 Ｔｉ值确定为 ０，Ｔｄ值确定为 ０，保证 ＰＩＤ的比 例调节不受到其他因素的影响。同时，需要将系统允许的最大 值进行确定，使其被控制在 ６０％７０％，促进比例增益 Ｐ，并从 ０ 开始，使其逐渐增加，直到观察到系统出现震荡时停止。然后， 再促进比例增益 Ｐ的减小，使其减小到系统震荡消失为止，并 对此时的比例增益 Ｐ进行记录。如果本次研究将 ＰＩＤ的比例 增益值 Ｐ设定为 ６０％７０％，则在达到相关数值时，可停止对比 例增益 Ｐ的调试工作。
第七届全国大学生“飞思卡尔”杯智能汽车竞赛电磁组直立行车参考设计方案(版本2.0)官方方案2.0
第七届全国大学生“飞思卡尔”杯智能汽车竞赛电磁组直立行车参考设计方案（版本2.0）目 录目录 (2)图表索引 (3)一、前言 (7)二、原理篇 (9)2.1直立行走任务分解 (9)2.2车模直立控制 (11)2.3 车模角度和角速度测量 (19)2.3车模速度控制 (26)2.4车模方向控制 (33)2.6车模直立行走控制算法总图 (36)三、电路设计篇 (37)3.1整体电路框图 (37)3.2 DSC介绍与单片机最小系统 (39)3.3倾角传感器电路 (42)3.4电机驱动电路 (44)3.5速度传感器电路 (45)3.6电磁线检测电路 (46)3.7 角度计算电路 (50)3.8 车模控制电路全图 (55)四、机械设计篇 (57)4.1车模简化改装 (57)4.2传感器安装 (59)4.3注意事项 (63)五、软件开发篇 (64)5.1软件功能与框架 (65)5.2 DSC的硬件资源配置 (68)5.3主要算法及其实现 (69)六、车模调试篇 (82)6.1 调试参数 (82)6.2调试条件 (85)6.3 桌面静态参数调试 (91)6.4 现场动态参数调试 (101)6.5 方案改进与车模整体水平提高 (101)七、结束语 (102)附录： (103)图表索引第一章图1- 1 电磁组车模直立运行模式 (7)图1- 2参考设计方案内容 (8)图1- 3 车模制作路线图 (9)第二章图2- 1 车模控制任务分解 (10)图2- 2 车模倾角会引起车速速度变化 (10)图2- 3 三层控制之间相互配合 (11)图2- 4 保持木棒直立的反馈控制 (12)图2- 5 通过车轮运动保持车模直立 (12)图2- 6 车模简化成倒立的单摆 (13)图2- 7 普通单摆受力分析 (13)图2- 8 不同阻尼力下的单摆运动 (14)图2- 9 在车轮上的参照系中车模受力分析 (14)图2- 10 车模控制两个系数作用 (16)图2- 11 车模运动方程 (16)图2- 12 加入比例微分反馈后的系统框图 (17)图2- 13 电机在不同电压下的速度变化曲线 (18)图2- 14 加速度传感器原理 (19)图2- 15 MMA7260三轴加速度传感器 (20)图2- 16 车模运动引起加速度信号波动 (21)图2- 17 实际测量MMA7260Z轴信号 (21)图2- 18 车模运动引起加速度Z轴信号变化 (22)图2- 19角速度传感器及参考放大电路 (22)图2- 20 角速度积分得到角度 (23)图2- 21 角速度积分漂移现象 (23)图2- 22 通过重力加速度来矫正陀螺仪的角度漂移 (24)图2- 23 双加速度传感器获得车模角加速度 (25)图2- 24 角度控制框图 (25)图2- 25 电机速度检测 (26)图2- 26 车模倾角给定 (27)图2- 27 车模倾角控制速度中的正反馈 (28)图2- 28 车模倾角控制分析 (29)图2- 29 车模运动速度控制简化模型 (29)图2- 30 增加微分控制后的系统 (30)图2- 31 改进的微分控制 (30)图2- 32 车模角度和速度控制框图 (31)图2- 33 速度角度控制方案的改进 (32)图2- 34 改进后的速度和角度控制方案 (32)图2- 35 检测道路中心电磁线方式 (33)图2- 36 通过电机驱动电压的差动控制控制车模方向 (34)图2- 37 检测车模转动速度的陀螺仪 (34)图2- 38 电感线圈的偏角影响感应电动势 (35)图2- 39 车模方向控制算法 (35)图2- 40 车模运动控制总框图 (36)第三章图3- 1 直立车模控制电路整体框图 (39)图3- 2 56F8013内部资源示意图 (40)图3- 3 F8013最小系统电路 (41)图3- 4 F8013最小系统电路实物 (42)图3- 5 陀螺仪、加速度传感器电路 (43)图3- 6 车模倾角传感器电路实物图 (43)图3- 7 双电机驱动电路 (44)图3- 8单极性PWM、双极性PWM (45)图3- 9 两片33886组成的电机驱动电路 (45)图3- 10 速度传感器电路 (46)图3- 11 基于三极管的电磁信号放大检波电路 (47)图3- 12 基于三极管的电磁放大检波电路实物图 (48)图3- 13 使用R-R运放进行电磁信号放大检波 (49)图3- 14 LMV358放大检波输出波形 (49)图3- 15 基于LMV358放大检波电路实物图 (50)图3- 16 双加速度测量角速度电路 (51)图3- 17 双加速度计测量角度波形图 (51)图3- 18 简化角速度电路 (52)图3- 19 实测车模角速度信号波形 (52)图3- 20 角度信号处理电路 (53)图3- 21 不同角速度比例情况下输出波形 (53)图3- 22 角度计算环节的传递函数 (54)图3- 23 一个运算放大器实现角度计算 (54)图3- 24 不同P1阻值对应的输出波形 (55)图3- 25 简化的角度和角速度处理电路 (55)图3- 26 车模控制电路全图 (56)第四章图4- 1 完整的C型车模底盘 (57)图4- 2 简化后的C型车模底盘 (57)图4- 3 使用热熔胶固定电机支架与车模底盘 (58)图4- 4 去掉后轮之后的车模底盘 (58)图4- 5 电机引线转接板 (59)图4- 6 使用复合胶水固定光电编码盘 (59)图4- 7 固定好的光电码盘和光电检测管 (60)图4- 8 电磁传感器支架 (61)图4- 9 车模组装全图 (64)第五章图5- 1 主程序框架 (65)图5- 2 中断服务程序 (66)图5- 3 任务中断时间波形 (67)图5- 4 算法框图中与控制相关的软件函数 (70)图5- 5 控制函数调用与参数传递关系 (71)图5- 6 程序中变量命名规范 (72)图5- 7 电机死区补偿 (78)第六章图6- 1 调试车模参数复杂而关键 (82)图6- 2 需要调整的参数和相关的单位 (84)图6- 3 车模运动坐标定义 (85)图6- 4 电源检查 (86)图6- 5 单片机串口通信 (86)图6- 6 PWM信号输出 (87)图6- 7 采集电机光电码盘信号 (87)图6- 8 陀螺仪、加速度传感器AD采集信号 (88)图6- 9 车模静态参数调整桌面 (88)图6- 10车模动态参数调试场地 (89)图6- 11 监控软件界面 (89)图6- 12 无线遥控开关 (90)图6- 13 无线通信模块进行参数监控 (90)图6- 14 F8013内部FLASH应用划分 (91)图6- 15 需要整定的传感器参数 (91)图6- 16 车模保持垂直静止 (92)图6- 17 测量加速度传感器的极值 (92)图6- 18测量陀螺传感器比例因子，角度补偿回路断开 (93)图6- 19 几种不同陀螺仪比例因子角度输出 (94)图6- 20 车模控制参数 (95)图6- 21 角度参数调整过程 (96)图6- 22 速度参数调整过程 (97)图6- 23 方向参数调整过程 (98)图6- 24 角度补偿时间常数调整 (99)图6- 25 Z轴附加信号分析 (100)图6- 26 死区常数调整 (100)附录图7- 1 参考设计方案视频截图 (103)图7- 2 参数整定与调试指南 (104)图7- 3 软件控制算法全图 (106)图7- 4 参考方案电路全图 (107)第一章、前言为了提高全国大学生智能汽车竞赛创新性和趣味性，激发高校学生参与比赛的兴趣，提高学生的动手能力、创新能力和接受挑战能力，智能汽车竞赛组委会将电磁组比赛规定为车模直立行走，如图1- 1所示。
第十一届全国大学生“恩智浦”杯智能汽车竞赛补充规则 2016-3
信标控制器的工作原理和实现方案请参见竞赛网公布 《信标组裁判系统原理
与实现》 。 参赛队伍可以参照上述信标参数和制作方案自行制作可供调试使用的信标。 也可以在如下淘宝网站购买符合上述竞赛规格的信标实物系统： https:///。
二、比赛赛道
1、赛道路肩铺设 在第十一届全国大学生智能汽车竞赛中，除了山东赛区之外，其他赛区均采 用路肩方法进行辅助车模出界检测。原规则中没有明确路肩铺设的位置，现予以 补充。 路肩铺设的位置是在赛道黑色导引边带上面。如下图所示。因此，考虑到路
肩的宽度为 2.5 厘米，实际赛道可供车模行驶的宽度为 40 厘米。
十字路口超车标志 （即黑色三角形） 只会在允许超车的回转十字路口才布设， 正常的十字路，或者不允许超车的十字路口不会布设黑色三角形。如下图所示：
图 12 回转十字路口
2.比赛任务 提醒参赛队伍注意比赛细则中关于双车追逐组比赛任务， 并不是要求双车一 定完成所有的超车任务。只是在完成超车时，比赛成绩会进行奖励。即使最终只 有一辆车模完整跑完全程，也算作比赛成功，只是最终成绩加罚 60 秒。 为了鼓励参赛选手提高成绩，在比赛中，只有一辆车模完成比赛时将记录比 赛成绩为该辆车模比赛时间加上 60 秒。但此时如果冲出赛道的次数没有达到两 次，仍然有重新开始比赛的机会。如果后面的成绩提高了，则更改比赛成绩。如 果后面没有完成比赛，则最终以前面的成绩为最终成绩。
10cm
信标结构与参数
（1）透明灯罩，直径为 10 厘米。 透明灯罩减少了信标光强损失。 （2）白色灯座，高度为 2 厘米； （3）可拆卸发光灯盘。将来可以只是更换该发光灯盘为其它信标模块（比如无 线信标，声音信标等） ，便于系统升级。 发光 LED 的参数：
飞思卡尔
7
今年我校的选拔机制
2、组队要求： 前几届的比赛中都是在小范围内教师推荐的方式选拔的人员由老 师安排组队参加培训和比赛的，今年为了让更多的学生参加到这一很 好的学习、创新和实践平台中来，开始实践一种全新的选拔、培训和 组队模式。我们的目的：“在公平的健康的竞赛平台上，让更多的学 生参加进来、让更多学生体会到实践的魅力、让更多学生体会到创新 的乐趣”。 按照全国赛要求每队最多三人，我校要求最少两人。所以最后组 队人数应该大于等于2人小于等于3人。专业不限（限工科）。年级不 限。
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飞思卡尔智能车竞赛
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竞赛的目标
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、32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。 本届竞速比赛设立电磁组、光电平衡组车组与摄像头组三 个赛题组别。参加分赛区比赛的每个学校最多可以报六支参 赛队伍，如果总报名超过两支队伍则必须分别在不同组别进 行报名，且必须首先保证各个赛题组有参赛队伍，每组不超 过两队。参加安徽省、山东省、浙江省比赛的学校按照省赛 比赛规则报名参赛。经过分赛区、省赛区的比赛选拔，每个 学校每个组别只能有一支队伍参加全国总决赛。
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比赛细则说明——主控
须采用飞思卡尔半导体公司的8位、16位、32位处理器作为唯一的微控制器 。飞思卡尔不同系列的微控制器包括，32位Kinetis系列；32位ColdFire系列 ；32位MPC56xx系列；DSC系列；16位微控制器，8位微控制系列系列。每 台车模除了8位微控制系列可以允许同时使用两片之外，其它系列的微控制器 则只能使用一片。
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2023首届智能网联车辆电子电气信息(EEI)架构技术大赛专业知识竞赛试题
首届智能网联车辆电子电气信息(EEI)架构技术大赛专业知识竞赛试题一.单选题1.智能网联电子电气信息架构设计与试验在智能网联汽车研究开发中,占有非常重要的地位，架构的好坏直接决定了下一代智能网联汽车的基础性能、功能及安全性的优劣。
下面关于汽车电子电气信息架构设计的说法不正确的是(\A.电子电气信息架构设计有助于避免控制器间的功能重复或分配不合理8.电子电气信息架构设计可以避免整车线束成本增加、缩短样车开发周期C.电子电气信息架构开发阶段的分层设计复杂了设计流程、增加了开发工作量D.汽车电子电气信息架构当前国际通用的开发模式普遍为V模式开发流程2.随着智能网联汽车技术的发展，越来越多的应用程序需要网络提供极低的端到端时延，自动驾驶相关应用则更需要网络提供低至几毫秒的传输时延和高可靠传输服务。
传统以太网采用基于竞争的信道接入方式无法满足实时性要求，时间敏感网络(Time-SenSitiVeNetWorking,TSN)技术提供基于时间同步的周期性流量整形及调度、数据无缝冗余传输、路径预留和网络配置等，从而能够满足时间敏感型应用的要求。
下面关于TSN叙述错误的是(\A.TSN是正EE802.1Q定义的标准技术，用于在以太网上提供可靠的消息传递，它适用于工业互联网中的实时通信，并具有时间同步机制B.TSN具有三大关键技术，即流量调度、时间同步以及网络配置C.TSN位于OSI七层参考模型的第三层网络层,主要用于健调度、时间同步和配置系统D.以太网帧的有效荷载可以是任何东西,并不限于网际协议，故TSN可以在任何环境中使用,并且可以承载任何工业应用的有效负载3.AUT0SAR软件架构的核心目的是（1A.提高汽车软件的安全性和可靠性8.提高汽车软件的性能速度c.减少;气车软件的成本和开发时间D.提高汽车软件的用户体验4.在AutoSAR软件架构中，（）不是开放系统的特点。
A.可扩展性B.可重用性C.可维护性D.封闭性5.汽车CAN总线网络中，为了保证网络节点之间的信号传输，需要在同一个网段的两个终端节点处并联（）欧姆的终端电阻。
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。
2012全国大学生“飞思卡尔”杯 智能汽车竞赛介绍
六、控制单元
车模控制电路须采用飞思卡尔半导体 公司的8位、16位、32位MCU作为唯一的微 公司的8位、16位、32位MCU作为唯一的微 控制器。8位的可以2片，其他只能1 控制器。8位的可以2片，其他只能1片。 同一学校同一组别不同队伍之间需要采 用飞思卡尔不同系列的微控制器。 用飞思卡尔不同系列的微控制器。 飞思卡尔不同系列的微控制器包括，32 飞思卡尔不同系列的微控制器包括，32 位Kinetis系列；32位ColdFire系列；32位 Kinetis系列；32位ColdFire系列；32位 MPC56xx系列；8 MPC56xx系列；8位微控制器系列（可使用 2片）；16位DSC系列；16位微控制器 片）；16位DSC系列；16位微控制器 9S12XS系列；16位微控制器9S12G系列。 9S12XS系列；16位微控制器9S12G系列。
加了电磁组 • 一所学校报名队数超过一队时，两个组别 都要有。即必须先满足每个组别都有后， 才能增加同一组别的队数
三、组别
• 光电组：
探测赛道的传感器采用光电传感器（LED,光敏 探测赛道的传感器采用光电传感器（LED,光敏 管）。限制：传感器数量不能超过16个，一个光 管）。限制：传感器数量不能超过16个，一个光 敏接收管算一个传感器 • 摄像头组： 探测赛道的传感器采用摄像头，一个摄像头算一 个传感器 。电磁组：赛道上铺设有一根漆包线，通有100 。电磁组：赛道上铺设有一根漆包线，通有100 mA的20KHZ的电流，需要加磁传感器来检测赛道。 mA的20KHZ的电流，需要加磁传感器来检测赛道。
• 校内B类智能车竞赛规则和全国的相同 校内B
但MCU不受限制，可以采用任何一款 MCU不受限制，可以采用任何一款 学校统一提供车模机械套件，控制电路和软件 自己设计，费用相对较低。 成绩较好者可以继续培训参加明年底11月 成绩较好者可以继续培训参加明年底11月 份的全国比赛。 瑞萨超级MCU模型车竞赛：由于瑞萨收购 瑞萨超级MCU模型车竞赛：由于瑞萨收购 了NEC,所以隔一年资助电子设计竞赛，隔一 NEC,所以隔一年资助电子设计竞赛，隔一 年资助模型车竞赛。
全国大学生电子竞赛E题——简易智能小车
简易智能电动车------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------摘要：本系统是采用普通玩具小车和红外传感器、光敏元件、金属探测器、光电开关以及霍尔元件结合，通过16位MCU——SPCE061A来调控的智能小车。
在小车行进的过程中，用SPCE061A带有的PWM功能，配合霍尔元件测速度，做到2个驱动电机的自动调速；用2个红外传感器感测地面行走轨迹；用4个光电开关的相应动作，规避正面、左右侧前方以及后面的障碍，并且控制定点倒车；利用双电机驱动的优势控制小车原地转动，用光敏元件追踪定点光源；当金属探测器感测到金属物品以后会报警示意。
本系统采用16位单片机SPCE061A做CPU，运算速度快，结构简单，电机控制快速准确，行走稳定，并带有语音播放的特色功能。
关键词：智能小车SPCE061A------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------一、方案比较及论证：2.1系统构建1)采用凌阳公司16位单片机SPCE061A做核心控制；2)3个I/O口控制双刀双掷继电器从而控制电机的正向和反向转动；3)2个黑白线传感器，用来控制小车寻线行走；4)3个光电传感器控制小车寻找光源，进入车库；5)1个金属传感器用来检测金属铁片；6)4位LED动态显示检测到的金属铁片，并在到达终点以后显示总的路程和时间；7)4个障碍传感器，用来躲避障碍区的障碍物；8)1个霍尔元件用来记录小车的行进距离和时间；9)小车采用双电机，4轮驱动；电源为12节5号电池，分别为CPU，传感器和电机提供电源；小车的选择是关键，如下图：2.2 小车驱动用SPCE061A 的PWM 功能，配合3个双刀双掷的继电器，控制2个电机的转动方向以及转动速度2.3 传感器1、 寻线传感器：2个，并在一条直线上，安装在小车的头部底盘上，中间间隔3cm ，距离地面1cm 。
全国大学生飞思卡尔杯智能汽车竞赛
上海理工大学首届“飞思杯”智能车制作大赛细节红外循迹：一、器材规定：该组比赛中赛方提供STC89C52系统板和MC9S12XS128系统板作为赛车的核心控制单元。
参赛队伍可以从中选取适合自己的芯片来完成比赛，但是使用STC89C52系统板，最终成绩不加分；使用MC9S12XS128系统板，最终成绩加5分。
如果车模中禁止改动的部件发生损坏，需要使用相同型号的部件替换。
红外循迹赛车安装完毕后，车模尺寸不能超过：250mm宽和400mm长。
二、赛道基本参数见附件三；三、裁判及技术评判员将由上海理工大学飞思卡尔智能车赛队担任。
四、比赛规则：1．比赛过程规则i.比赛赛道实际布局将在比赛当日揭示，同时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。
ii.每支队伍的比赛顺序将有电脑随机排列。
iii.每支参赛队伍可以在每轮比赛之前有10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。
iv. 比赛时，赛车必须放在起跑线后方1米之内，让车在出发区静止2秒以上后自行启动，否则扣5分。
v. 每辆赛车按规则在赛道上跑一圈，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，赛事成绩减去5分。
赛车在比赛途中，可以允许小车最多同时两个轮子不在赛道上，三个或三个以上轮子同时不在赛道上时算冲出跑道。
vi. 每个参赛队伍有三次机会，三次机会中取最好的一次成绩作为最终的赛事成绩。
参赛队伍的赛车需要在赛方指定的赛道上跑完一圈，求出此次赛车的平均速度，然后平均速度乘以100作为赛事的成绩。
成绩将显示在大屏幕上。
vii. 跑完整个赛道的队伍，比赛后，带着自己的赛车到答辩处进行答辩。
三次机会均未能跑完整个赛道的队伍不进行答辩。
viii. 在答辩期间，技术评判组将对赛车进行现场技术检查，如有违反器材限制规定的立即取消大赛成绩。
基于智能车竞赛的计算机专业学生综合实践能力培养
基于智能车竞赛的计算机专业学生综合实践能力培养佚名【摘要】为了适应新时期对计算机专业学生综合实践能力的需求,针对\"恩智浦杯\"智能车竞赛对跨学科、多课程、多知识点的综合性要求,提出了以智能车竞赛为载体的学生综合实践能力培养路径.智能车设计涉及以计算机为主,包括机械、电气、电子、仪表及控制等在内的诸多学科;包含电子技术、传感器技术、嵌入式系统等系列课程;覆盖模型建立、路径识别、PID控制等众多知识领域.实践表明,学生参加智能车竞赛,在获得优秀成绩的同时,提高了工程实践能力和工程应用能力,增强了工程创新意识和团结协作精神.【期刊名称】《实验科学与技术》【年(卷),期】2018(016)006【总页数】3页(P117-119)【关键词】综合实践能力;智能车竞赛;工程【正文语种】中文【中图分类】G642.0“恩智浦杯”智能汽车竞赛是教育部自动化专业教指委主办，“恩智浦”公司协办的全国性大学生高规格赛事，采用校内赛、赛区赛直到全国总决赛的形式。
智能车竞赛从车模搭建、电路板设计制作到路径算法及程序调试，整个过程准备时间长，涉及以计算机专业为主的多个学科，综合性强，可以锻炼学生的创新力、意志力及养成良好的任务分工协作能力。
从2006年首届竞赛到2017年第十二届竞赛，平均每年参赛学校达600余所、参赛学生达万人以上。
1 新时期对计算机专业学生综合实践能力要求目前计算机专业学生综合实践能力培养存在的问题[1]主要有以下4点：1)学生欺“软”怕“硬”，遇到软硬件一体的工程设计则无从下手；2)教师在教学内容上偏理论化，特别是与具体工程项目相关的实践环节上；3)课程知识体系相对独立，缺乏系统性规划；4)学生存在综合素质与知识结构方面的缺陷，解决复杂工程问题能力差[2]。
针对现状，全国各个高校也在不断地进行各种教学探索与改革，教育部也在国家级层面提出了新时期新工科建设的要求[3]；同时教育部也启动了“系统能力培养——专业课程体系改革及课程建设”项目，旨在提高学生解决复杂工程问题的能力、多专业知识交叉融合的能力、团队合作能力及最核心的学生学习的能力[4-5]。
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S12 PWMtPWM输出； PWM4 控制信号；
PWMCTL_CON45 = 0x1; PWMPER4,5 = 60000; 50Hz PWMDTY4,5 = 1500*3; 1500us BUS osc = 24MHz
二、MC33886芯片
使用说明：
PWM频率限制：< 10KHz
舵机内部结构
舵盘、齿轮组、位置 反馈电位计、直流电 机、控制电路板等。
工作原理 脉宽信号给定参考位 置，舵机内部电路通 过反馈控制调节舵盘 角位。 舵盘角位由PWM控 制信号的脉宽决定。
关于舵机驱动
舵机基本参数 型 号： S3010 电 压： 4.0 ~ 6.0 [V] •角度控制： 1°/ 400us 工作速度： 0.16 + 0.02 •堵转力矩： 6.5 + 1.3 [ Kg.cm]
正确放电：
•由于镍镉电池具有记忆效应，对电池的不完全放电将 会人为的降低电池的电容量； •从放电曲线可以看出，随着电池电量的减少，其电压 也会逐渐降低，当电压降低到某个阈值后继续放电， 电池电压将很快的跌落。这个阈值就是电池的放电下 限电压。厂家给出了放电下限电压为6V。因此，在使 用时，建议在动力车的电源设计中加入电池保护电路， 当电池电压低于6V时切断电路，用来保护电池。如果 没有保护电路，要注意，电池接通时人不要离开。因 为当电池电压降到接近6V时，电池已经给不出多少电 流，已经没有能力驱动电机了，此时一定要及时断开 电路，到了给电池充电的时候了。
放电曲线（在3A的大电流放电条件下得到的结果）
电池使用方法
正确充电：
•推荐使用比赛选配的充电器。该充电器是为玩具电池设计的廉价的 充电器，内部没有智能充电控制电路，只能采用恒功率充电模式， 最大充电电流为700mA，平均充电电流300mA，涓流充电电流小于 100mA，充电时间约为10小时。
电池使用方法
▪ 舵机的控制方法
脉宽与转角
信号产生方式
软件计数方式； 定时器中断方式； PWM硬件产生方式； 等；
S12 PWM控制舵机
▪ S12 PWM控制器；
具有8路PWM输出端口； 具有独立的8路8bitPWM输出，或者4路
16bitPWM输出； 具有A,B,SA,SB时钟源；
S12PWM发生器
赛车中控制前轮转向；
舵机的结构
舵盘、减速齿轮组、位置反馈电位计5k，直流 电机、控制电路板等；
工作原理： 控制信号控制电路板电极转动 齿轮组减速
舵盘转动 位置反馈电位计控制电路板反 馈；
控制量 舵盘角度
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/60(4.8V) 0.8sec/60(6.0V) 堵转力矩: 6.1kg.cm(4.8V) 7.7kg.cm(6.0V) 工作角度： 45度/400us
▪ 赛车的意义 ▪ 汽车及车模简介 ▪ 电池使用方法 ▪ 赛道及比赛规则 ▪ 研究项目介绍 ▪ 关于电机驱动 ▪ 关于舵机驱动 ▪ 关于赛道检测方式 ▪ 最佳路线问题 ▪ 飞思卡尔单片机介绍 ▪ 软硬件设计注意事项 ▪ 工程化方法与团队精神
赛车的意义
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。
舵机的连接方法
三线连接方法： 黑线：底线； 红线：电源线；两种标准：4.8V, 6V; 蓝线（黄线）：控制信号线； 颜色区分电源线和底线；
标准驱动模型
实测波形（0度）
实测波形（15度）
▪ 舵机的控制方法
实测波形（30度）
实测波形（-15度）
▪ 舵机的控制方法
实测波形（-30度）
转角与脉宽
引导和激励学生实事求是、刻苦钻研、勇于创新、多出成 果、提高素质，发现和培养一批在学术科技上有作为、有潜力 的优秀人才。
二通道遥控赛车车模
•车模调校的主要参数 • 后倾角 • 外倾角 • 前束 • 减震弹簧预紧力
汽车及车模简介
电池使用方法
参数：
•电压：1.2×6=7.2 v •容量：2000mAh
关于舵机驱动
舵机控制方法
三线连接方式 •红线：电源线+6V •蓝线：地线 •黑线：PWM控制信号
关于舵机驱动
使用S12 PWM输出控制舵机
舵机简介 S12 PWM控制舵机
一、舵机简介
▪ 舵机功能 ▪ 舵机结构 ▪ 舵机的基本参数 ▪ 舵机控制方法
舵机的功能
舵机最早出现在航模运动中；
发动机进气量； 副翼舵面； 水平尾翼舵面； 垂直尾翼舵面；
赛道及比赛规则
赛道材料： KT板、高密度、白色、0.5厘米厚。 中心黑线： 为黑色即时贴经过裁减而成。
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赛道及比赛规则
用指定车模沿黑线跑两圈取单圈最快者为胜。
•汽车动态分析 •车速控制系统 •方向控制系统 •赛道检测系统 •电子控制系统 •策略规划系统 •行为决策系统 •路况记忆系统 •数据传输系统
二、MC33886芯片
二、MC33886芯片
二、MC33886芯片
应用说明：
多个MC33886并联使用；
二、MC33886芯片
应用说明：
使用半桥：由于赛车过程中不时用倒车，所 以可以只使用其中的半桥；并且将两个半桥 并联，扩大芯片的驱动能力；
使用其中的一个半桥驱动电机；使用另外一 个半桥作为12V升压电路为CCD提供工作电 源；
研究项目介绍
模型车电机特性
电机特性和MC33886芯片
一、电机特性
RS-380SH
一、电机特性
RS-380SH
一、电机特性
RS-380SH
一、电机特性
RS-380SH
二、MC33886芯片
特性：
工作电压：5-40V 导通电阻： 120毫欧姆 输入信号：TTL/CMOS PWM频率：< 10KHz 短路保护、欠压保护、过温保护等；
二、MC33886芯片
使用说明：
规则中的电容限制 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。 电机加速与减速限制，避免对于工作电源
的影响；
二、MC33886芯片
使用说明：
PWM频率限制：< 10KHz
二、MC33886芯片
使用说明：
PWM频率限制：< 10KHz