山东大学威海分校-愤怒的小车技术报告

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1、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：山东大学威海分校队伍名称：愤怒的小车参赛队员：杜涛闫扬阎晓宁带队教师：王小利郑亚民121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一届“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：121目录引言2第一章

2、绪论31.1智能车竞赛背景31.2智能车比赛意义31.3本文的主要内容及安排4第二章整体方案设计52.1系统总体方案的选定52.2设计构思6第三章智能车机械结构调整93.1车体重心的调整93.2智能车前轮参数调整103.3舵机安装133.4齿轮传送机构的调整13第四章智能车硬件部分154.1路经检测传感器设计154.2速度检测传感器设计174.3起始线检测模块设计194.4MCU控制模块204.5驱动模块设计224.6电源模块设计23第五章智能车软件部分245.1MC9S12XS128片内资源简介255.2智能车控

3、制系统总体方案265.3整体程序流程图275.4路径识别模块软件设计285.5智能车舵机控制算法285.6智能车电机控制算法29第六章系统调试326.1开发工具及系统调试336.2在线调试33第七章赛车主要技术参数35第八章总结36参考文献36附录I121引言该智能寻迹小车以MC9S12单片机最小系统为核心，辅以电源模块、传感器模块、舵机控制模块、电机控制模块、速度控制模块和运行调试模块，通过感应由赛道中心电线产生的交变磁场进行路经检测。采用Q值高、灵敏度好、易于购买的工字电感感应电磁场信号，通过信号调理电路滤波放

4、大后输入单片机AD口，单片机通过转向控制策略与增量式PID算法驱动电机速度与舵机转角，实现路径的检测与识别。同时通过调整小车的重心、前轮机械结构参数，使小车的制动性、稳定性与行进速度达到最优。系统属于以能量转换为主，由直流电机输入能量与电机，通过小车不同的运动输出能量，是典型的机电一体化系统。这份技术报告中，我们小组通过对整体方案、硬件电路、软件算法、机械结构、调试参数等方面进行介绍，详尽地阐述了我们的思想和创意，具体表现了我们在电路的创新设计，以及算法方面的独特想法。这份报告凝聚着我们的心血和智慧，是我们共同努力

5、后的成果。关键词：智能汽车MC9S12电磁121第一章绪论1.1智能车竞赛背景汽车作为现代的交通工具，为社会的发展和进步做出了很大的贡献。现阶段，汽车工业的发展水平和汽车的持有量已经成为衡量一个国家工业发达程度的标志。二十一世纪，汽车研究的主要方向是智能化汽车。专家们普遍认为，新一轮汽车产业竞争的焦点，将是基于信息技术、微电子技术、计算机技术、智能自动化技术、人工智能技术、网络技术、通信技术等的智能汽车的研究设计开发。大学生智能模型车竞赛是在飞思卡尔半导体公司资助下举办的以单片机为核心的大学生课外科技竞赛。大赛要求

6、使用组委会统一提供的车模，采用飞思卡尔16位单片机MC9S12DG128作为核心控制单元，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，跑完整个赛道用时最短，而且技术报告评分较高的参赛队就是获胜者。2006年，我国举办了第一届智能车竞赛。首届比赛采用MC9S12DG128作为主控芯片，相比于MC9S12DP256有256K的程序存储空间，MC9S12DG128只有128K程序存储空间。赛车模型、舵机和驱动电机与韩国2005年汉阳大学比赛时几乎相同。首届智能车竞赛共有来自全国57所高

7、校的112支参赛队参加。随着赛事的逐年开展，竞赛由原先前四届比赛分为摄像头组和光电组外，第五届比赛新增了电磁组，扩大创意组规模；赛道变窄，提高小车控制难度。1.2智能车比赛意义全国智能车大赛也就是初步模拟了一个人驾驶汽车的思维和控制过程，智能车比赛就是要求参赛人员能够去进行这样的研究，专业知识涉及控制、模式识别、传感技术、汽车电子、电气、计算机、机械等多个学科，以实现让车模能够自动寻迹并自动控制运动，最终实现小车智能化。该竞赛综合性很强，在提高参赛大学生的动手能力和创新能力的同时，也在一定程度上推动了智能汽车产业的

8、发展与进步。1211.3本文的主要内容及安排本文首先介绍了研究背景、比赛规则和设计构思。阐述了控制系统的资源配置、资源需求与分配和核心处理器的寄存器——MC9S12单片机寄存器资源。相比于其它类型的单片机，16位的MC9S12的功能更加强大，引脚较多，能够很好地满足智能车控制系统的需要。通过对智能模型车寻迹方案分析，我们确定使用电磁传感器作为识别路线的手段进