西部赛区-摄像头组-四川师范大学成都学院-川成猎影队技术报告

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1、第九届“飞思卡尔”杯全国大学生智能汽车竞赛技术报告学校：四川师范大学成都学院队伍名称：川成猎影参赛队员：肖嘉俊杨柏冬带队教师：刘强屈召贵III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九届全国大学生“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：肖嘉俊杨柏冬带队教师签名：刘强屈召贵日期：2014年8月10号III目录第一章前言1第二章硬件设计32.1机械

2、结构优化与调整32.1.1编码器安装42.1.2陀螺仪与加速度计传感器的安装52.1.3摄像头安装52.2硬件设计62.2.1电源设计62.2.2电机驱动电路设计72.2.3摄像头选型72.2.4陀螺仪加速度计8第三章系统软件设计93.1软件功能与系统框架93.2控制算法与函数113.2.1直立控制函数设计113.2.2速度控制程序设计113.2.3方向控制程序设计133.2.3赛道识别143.2.4障碍与人字的检测与处理153.2.5开发与调试工具介绍15第四章车辆主要参数17第五章总结19第六章参考文献21致谢23附录代码：25III第二章硬件设计第一章前言全国大学生“飞思

3、卡尔”杯智能汽车竞赛由竞赛秘书处设计、规范标准硬软件技术平台，竞赛过程包括理论设计、实际制作、整车调试、现场比赛等环节，要求学生组成团队，协同工作，初步体会一个工程性的研究开发项目从设计到实现的全过程。该竞赛融科学性、趣味性和观赏性为一体，是以迅猛发展、前景广阔的汽车电子为背景，涵盖自动控制、模式识别、传感技术、电子、电气、计算机、机械与汽车等多学科专业的创意性比赛。该竞赛规则透明，评价标准客观，坚持公开、公平、公正的原则，力求向健康、普及、持续的方向发展。该竞赛要求在规定的模型汽车平台上，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、3

4、2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（省）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来决定，参加全国总决赛的队伍同时必须提交车膜技术报告。15第二章硬件设计15第二章硬件设计第二章硬件设计2.1机械结构优化与调整智能车的整体参数，包括车体重心、高度、传感器排布方式等，都对整个智能车系统的稳定运行起着至关重要的作用。因此，对智能车机械系统的调节，有助于小车更快更稳定的运行。

5、小车的布局以精简、可靠、稳定为前提,通过对小车的布局，尽量保证小车左右平衡，以及寻找一个合适的重心，保证小车既能稳定快速前进，又能在转弯时流畅。本次设计采用竞赛秘书处指定的E车车模。车模如图2.1所示：图2.1.1车模示意图15第二章硬件设计车模整体外观如图2.2所示：图2.1.2车模整体外观2.1.1编码器安装选用工作电压3.3—5V最高转速1000rpm的256线Mini型编码器进行数度测量，保证测量的精度。编码器用配套的固定支架固定在E车原有编码器固定支架上，固定好之后就有了较高的稳定性。然后调节编码器齿轮，使之与差速齿轮紧密咬合增大测速的精确度。但也不能咬合过紧，过紧会

6、增大摩擦，增大电机做功，减小电机做工利用率，影响小车的行驶速度，因此在安装的过程中不宜太紧，且可以用齿轮润滑油涂抹齿轮。编码器安装示意图如图2.3所示：图2.1.3编码器安装示意图15第二章硬件设计2.1.2陀螺仪与加速度计传感器的安装本次设计中采用的是带有村田公司的ENC-03系列陀螺仪和飞思卡尔公司的加速度计MMA7361模块作为直立控制，单独的只带有村田公司的ENC-03系列陀螺仪的陀螺仪模块作为转向控制的反馈。智能车直立时是绕两电机的轴心线前后摆动，转向时是绕两电机轴心线中点左右转动。在安装直立陀螺仪时应注意是直立陀螺仪长的一边与两电机轴心线平行，在安装转向陀螺仪是应注

7、意使陀螺仪长的一边与两电机轴心线垂直，且在轴心线中点上。陀螺仪与加速度计安装如图2.4所示：图2.1.4陀螺仪与加速度计2.1.3摄像头安装为了降低整车重心，需要严格控制摄像头的安装位置和重量，我们使用塑料夹持组件并采用了小型碳纤维管作为安装摄像头的主桅，这样可以获得最大的刚度质量比，整套装置具有很高的定位精度和刚度，使摄像头便于拆卸和维修，具有赛场快速保障能力，为防止撞击损坏摄像头，我们在主桅的顶端加装防装装置。摄像头的安装如图2.4所示。15第二章硬件设计图2.1.5摄像头安装摄像头安装