（全国大学生智能汽车竞赛技术报告）惠州学院神坑队

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1、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：惠州学院队伍名称：神坑队参赛队员：谢侨壮陈少桂江佳婷指导教师：黄近秋郑继红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十届“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：摘要本文介绍了以飞思卡尔32位微控制器K60为核心控制单元，基于CM

2、OS摄像头的图像采样获取赛道图像信息，提取赛道中心线计算偏差，通过程序设计控制优化算法，控制舵机的转角和电机的转速以达到车模在赛道上的稳定高速行驶。针对比赛的具体情况，我们建立了赛车、赛道和自主控制系统的基本模型，给出了理论分析、仿真计算、在线调试的基本开发方法，在比较各种算法的性能特点后，我们确定最终方案，并完成了智能车的制作和调试。关键字：智能车K60循迹舵机摄像头目录第一章引言11.1概述11.2整车设计思路11.3文本撰写框架2第二章智能车机械结构设计32」车模简介32.2前轮定位的调整42.2.1主销内倾42.2.2主销后倾42.2.3前

3、伦前束52.2.4前轮外倾62.3摄像头的安装62.4舵机的固定与安装72.5底盘高度的调整72.6轮胎固定7第三章智能车硕件电路设计93」单片机系统设计93.2电源模块设计103.3传感器方案113.4驱动电路设计12第四章智能车系统软件设计134」总体设计134.2屮断的调用144.3赛道信息处理144.4速度决策164.5PID控制算法介绍17第五章系统调试205」开发调试工具205.2液晶屏、按键、拨码开关调试205.3蓝牙及虚拟示波器调试21第六章车模的主要参数及说明22第七章总结23参考文献I附录：源代码I第一章引言飞思卡尔杯全国大学牛

4、智能车竞赛以“立足培养，重在参与，鼓励探索，追求卓越”为指导思想，系统涵盖了机械、电子、电气、传感、计算机、自动化控制等多方面知识，一定程度上反映了高校学生科研水平。本章节详细阐述了智能车系统的研究背景和木智能小车的设计总体概况。1.1概述随着现代科技的飞速发展，人们对智能化的要求已越來越高，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，汽车生产商推出越來越智能的汽车，来满足各种各样的市场需求。第十届“飞思卡尔”杯全国大学生智能汽车竟赛就是在这个背景下举行的。比赛要求在大赛组

5、委会统一提供的竞赛车模，我们选择了飞思卡尔微控制器K60为核心控制单元的基础上，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、动力电机驱动等，最终实现能够自我识别路线，并且可以实时输出车体状态的智能车控制硬件系统。本文先从总体上介绍了智能车的设计思想和方案论证，然后分别从机械、硬件、软件等方面的设计进行论述，重点介绍了芯片的选择和路径识别的方法，接着描述了智能车的制作及调试过程，其中包含本队在制作和调试过程中遇到的问题及其解决方法。1・2整车设计思路木组摄像头车使用Freescale32位单片机K60作为核心控制单元，使用CM

6、OS摄像头大前瞻进行巡线控制，并且使用红外接受管检测起跑线。使用了光电编码器对小车速度进行检测。并且增加了液晶屏和独立按键，以便更方便的查看小车数据，修改小车参数，以及修改整体策略。根据采集到的中线信息以及小车速度信息，对小车的转向以及速度进行控制，从而实现小车的循迹，整体结构框图如图1・1所示：图1.1整体结构框图1•3文本撰写框架本文简述小车的设计过程，主要分为：智能车车模机械设计、智能车系统硬件设计、智能车控制策略和软件设计、总结等四部分。并且附录中加入小车的算法程序。第二章：智能车机械结构设计。主要介绍舵机的安装、车轮及底盘的调整、轮胎的固

7、定等。第三章：智能车硬件电路设计。主要介绍Freescale32位K60单片机系统、底层主电路、摄像头传感器、电机驱动电路等。第四章：软件设计。主要介绍主程序流程、信号分析与识别、控制策略等。第五章：系统调试。主要介绍开发调试工具、辅助模块和上位机的调试。第二章智能车机械结构设计机械部分调校的好，对软件的编写有很大的作用。有时软件上为达到某个效果，不得不编写大量的代码，而同样的问题，可能在机械上的稍加修改就能解决问题，优秀的机械使小车进一步提速的基础，当硬件电路稳定下来后，机械部分的调校对软件的编写有很大的促进。为使模型车在比赛中发挥击最佳性能，使

8、其直线行驶稳定，入弯转向灵活，必须结合汽车理论相关知识对智能小车的运动特性进行分析，并对此智能小车的底盘结构进行相应的调整