安徽赛区-光电组-铜陵学院-超人传说 技术报 告

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1、第九届全国大学生“飞思卡尔”杯智能汽车竞赛技术报告学校：铜陵学院队伍名称：超人传说参赛队员：王超汤传军曹京带队教师：臧大进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“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：王超汤传军曹京带队教师签名：臧大进日期：2014.8.5摘要本技术报告在第九届“飞思卡尔”杯全国大学生智能汽车竞赛

2、的背景下，使用了线性CCD作为路径探测传感器，得到车身与赛道中心的偏差数据，通过PID算法等，得到智能车舵机的偏转角度数据和电机转速控制参数，使用飞思卡尔公司的16位单片机MC9S12XS128作为控制核心对信息进行处理，最终实现自主寻迹并完成自主在赛道中心稳定行驶。本车硬件部分由车模、电源模块、线性CCD传感器模块、电机驱动模块、测速模块、调试模块组成。算法中，对使用的线性CCD采集回来的赛道信息能进行分析处理，正确识别小S、直道、坡道、十字弯等信息，另使用的一对光电对管能准确的检测出起跑线。对于车子的行驶路径进行优化，需要软硬件的相互配合，经长期的调试才能发挥出

3、车子的最佳性能。关键词：智能车、MC9S12XS128、线性CCD、PID控制目录第一章引言11.1赛事介绍11.2文本结构11.3系统整体方案的介绍2第二章机械结构的调整与安装32.1车模的概述32.2转向舵机的安装42.3传感器的安装42.4测速传感器的安装42.5车模整体结构的调整与优化52.5.1前轮的定位与优化52.5.2车模悬挂系统的优化72.5.3后轮差速的调节8第三章硬件系统设计93.1硬件系统设计的概述93.1.1电源管理模块93.1.2电机驱动模块103.1.3接口模块143.2线性CCD传感器模块153.2.1线性CCD的安装153.2.2环境

4、光影响问题163.3人机交互模块16第四章智能车控制的软件设计174.1MC9S12XS128片资源简介174.2MC9S12XS128模块介绍184.2.1时钟模块184.2.2PIT初始化程序184.2.3SCI初始化程序194.2.4PWM模块204.3速度闭环控制214.4线性CCD驱动模块234.5总结程序功能与框架26第五章开发工具285.1程序开发工具285.2硬件电路设计工具29第六章总结316.1参赛心得316.2智能车的不足以及改进31参考文献32致谢33附录部分程序源代码34第一章引言1.1赛事介绍全国大学生“飞思卡尔”杯智能汽车竞赛由竞赛秘书

5、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。该竞赛以“立足培养，重在参与，鼓励探索，追求卓越”为指导思想，旨在促进高等学校素质教育，培养大学生的综合知识运用能力、基本工程实践能力和创新意识，激发大学生从事科学研究与探索的兴趣和潜能，倡导理论联系实际、求真务实的学风和团队协作的

6、人文精神，为优秀人才的脱颖而出创造条件。大赛分别设立光电组、摄像头组、电磁组、创意组等多个赛题组别。至今飞思卡尔全国大学生智能汽车竞赛已成功举办九届。本技术报告是由铜陵学院“超人传说”队为参加第九届全国大学生智能车竞赛而撰写的，报告中详细介绍了我队车子的机械结构安装与调整方法、硬件电路设计与制作方法、软件系统的设计方法以及整个系统的开发工具及调试手段等。1.2文本结构本技术报告分为六个章节，第一章主要介绍了大赛的背景及该智能车的整体的设计方案介绍；第二章主要是对智能车的机械机械结构的调整和一些部件的安装；第三章从智能车的硬件系统，重点介绍了电源模块、线性CCD模块、

7、电机驱动模块的电路设计；第四章则用软件从内部详细介绍了智能车的工作原理和方式；第五章对智能车的各个模块的调试仿真进行了介绍；第六章则进行了全面的总结。1.3系统整体方案的介绍1在本次比赛中，本组使用大赛组委会统一提供的竞赛车模，采用飞思卡尔16位微控制器MC9S12XS128作为核心控制单元，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、舵机控制等，最终实现一套能够自主识别路线，并且可以实时输出车体状态的智能车控制硬件系统。我们使用线性CCD作为探测传感器来识别路径；在控制方面，系统重点研究大赛指定型号舵机和电机的控制方案及算