大连理工大学-天鹰队

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1、天鹰队技术报告第三届“飞思卡尔”杯全国大学生智能汽车邀请赛技术报告学校：大连理工大学队伍名称：天鹰队参赛队员：张元庆程敏王宝财带队教师：吴振宇天鹰队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二届“飞思卡尔”杯全国大学生智能车邀请赛关于保留、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：天鹰队技术报告第一章引言41.1智能车制作情况41.2技术

2、报告内容安排说明5第二章机械部分52.1车模系统改装52.1.1前轮主销后倾角52.1.2前轮主销内倾角62.1.3前轮前束62.1.4底盘离地间隙72.1.5舵机安置72.1.6后轮距及差速器的调整82.2摄像头的选择与安装82.2.1摄像头的选择82.2.2摄像头的固定92.3测速模块选择与安装102.3.1方案一：测速发电机102.3.2方案二：霍尔效应器件102.3.3方案三：光电码盘10第三章电路设计部分113.1单片机系统板设计113.2电机驱动电路设计123.3串口模块133.4拨档开关143.5液晶显示模块15第四章软件部分164.1主函数控制流

3、程164.2数据采集和处理164.2.1　视频图像的采集164.2.2　视频图像的处理164.3　速度信息的采集和处理174.3.1　速度的测量174.3.2　电机的PID控制和参数选择174.4决策算法194.4.1神经网络204.4.2控制策略31第五章开发工具及制作调试过程355.1开发工具35天鹰队技术报告5.2制作调试过程36第六章结论376.1模型车的主要技术参数说明376.2总结37参考文献38附录39天鹰队技术报告第一章引言1.1智能车制作情况在智能车制作的过程中，本小组成员先后学习了控制、传感技术、汽车电子、电气、计算机、机械等多个学科的相关知

4、识，在实践中巩固了所学知识，增强了实践动手能力。本组智能车系统按照功能划分为：电源模块、单片机模块、数字摄像头路径识别模块、直流电机驱动模块、转向伺服模块、速度测量模块等。除摄像头路径识别模块和测速模块以外，我们将剩余模块集中于一块主电路板，将主电路板安置尽量靠近底盘，以降低重心，使小车在运行过程中更加稳定。电机驱动部分我们采用4片大功率MOS管IRF3205组成的H桥电路，以增强对电机的驱动能力。我们别出心裁地采用了一种新的舵机安装方式，使舵机左右臂长相等，使舵机转角灵敏准确。同时我们选择了数字摄像头OV6620模块用作路径识别，解决了AD转换的难题，而且图像

5、精确度大幅度提高基于以上可靠的硬件设计，我们开发了一套比较完备的控制算法，包括电机PID控制算法，路径识别控制算法等，从而使整个小车运行比较加快速稳定。1.2技术报告内容安排说明此技术文档的正文部分大致分为三个部分：机械部分，电路硬件部分和软件部分。机械部分包括我们对智能车机械结构在大赛允许范围内所做的改装；电路设计部分包括各个模块的电路设计方案以及相关电路；软件部分包括摄像头数据处理、寻迹、和调速等控制策略的说明。67天鹰队技术报告第二章机械部分2.1车模系统改装2.1.1前轮主销后倾角主销在汽车的纵向平面内与竖直线有一个夹角，称为“主销后倾角”。由于主销后倾

6、角的存在，使车轮偏转后产生一个回位力矩，纠正车轮的偏转。通过增减上横臂轴上的黄色垫片的数量可以改变主销后倾角大小。通常后倾角值应设定在1~3度。但我们为了使模型车转向灵活，将主销后倾角设为0度。横臂轴上每侧黄色垫片数量为二。图2.12.1.2前轮主销内倾角主销在横向平面内与竖直线的夹角称为“主销内倾角”。如图2.2中β角。图2.267天鹰队技术报告主销内倾角也有使车轮自动回正的作用。当前轮在外力作用下发生偏转时，车轮连同整个汽车的前部被抬起一定高度；当外力消失后，车轮在重力作用下恢复到原来中间位置。主销内倾角不宜过大，否则在转向过程中轮胎与地面间将产生较大的滑动

7、。通常主销内倾角不大于8度。通过改变横臂螺杆的长度来改变主销内倾角，调整范围0~8度之间为宜。利用试验法确定即可。本组将主销内倾角调节为60左右。减小了赛道面作用于前轮的阻力矩，使舵机转向更加轻便，同时车轮自动回正的速度加快。2.1.3前轮前束汽车两前轮的中心面不平行，两轮后边缘的距离与前边缘的距离之差称为“前轮前束”。图2.3前轮前束可以减小由前轮外倾角带来的不利影响。一般前束值为0~12mm。前端小后端大的称为“前束”，而后端小前端大的称为“负前束”。改变左右横拉杆的长度即可改变前轮前束的大小。前轮前束要与前轮外倾角相匹配。2.1.4底盘离地间隙我们采取摄像

8、头采集路面信息的策略，摄