天津工业大学1队技术报告

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1、第二届“飞思卡尔”杯全国大学生智能汽车邀请赛技术报告学校：天津工业大学队伍名称：天津工业大学一队参赛队员：苏立鹏曹天翼何志伟带队教师：熊慧31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：31目录第一章引言41.1智能车制作情况41.2技术报告内容安排说明4第二章机械部分52.

2、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72.1.4底盘离地间隙82.1.5后轮距92.1.6后悬挂减震系统102.1.7舵机安置112.2路径识别传感器设计与安装122.2.1方案一：红外检测方式122.2.2方案二：CMOS摄像头测方式132.3测速模块设计与安装152.3.1方案一：测速发电机152.3.2方案二：霍尔效应器件152.3.3方案三：光电码盘15第三章电路设计部分163.1主控制板电路设计163.2电机驱动电路设计183.3转速检测电路设计19第四章软件部分204.1图相采集和数据处理214.2图相处理和速度控制2

3、44.2.1速度标志的求取254.2.2舵机输出控制254.2.3速度控制274.2.4电机调速294.2.5MC33886芯片的保护30第五章结论3131第一章引言1.1智能车制作情况在参与第二届全国大学生智能汽车比赛的过程中，小组成员涉猎控制、模式识别、传感技术、汽车电子、电气、计算机、机械等多个学科，并在这次磨练对我们的知识融合和实践动手能力的培养有极大的推动作用。本组智能车系统按照功能划分为：电源模块、单片机模块、运行模式切换模块、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。其中电源模块，单片机模块，运行模式切换以及识别模块的信号分离部分已经被我们整合到

4、一块主电路板上，以减少外接导线的个数，使整个小车外观更加简洁。同时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MC33886并联，以增强其对电机的驱动能力。我们还对转向伺服电机的力臂进行了加长处理，使其转向更加灵敏。基于以上可靠的硬件设计，我们开发了一套完备的软件设计，包括电机PI控制算法，路径识别分段控制算法等。使整个小车运行起来更加快速稳定。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，电路设计部分和软件部分。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

5、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。31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后倾角定义：上球头或支柱顶端与下球头的连线（转向时，车轮围绕其进行转向运动的转向轴）向前或后倾斜的角度，向前倾称为负主销后倾角，向后倾斜称为正主销后倾角。其功能影响转向稳定性及转向后车轮自动回正能力。图2.1前2后2（前面两片垫片后面两片垫片）黄色小垫片后前图2.231前1后3图2.3本组将图2.2中的黄色小垫片由原来的前2后2改成图2.3中的前1后3，可使小车主销后倾角为20～30。增加了小车的回正力矩和直线高速行驶的稳定性。2.1.2前

6、轮主销内倾角主销内倾角定义：当汽车水平停放时，在汽车的横向垂面内，主销轴线与地面垂线的夹角为主销内倾角。β即为主销内倾角图2.431汽车直线行驶时，车轮轴线与主销的交角恰为这个最大值。车轮轴线与主销夹角在转向过程中是不变的，当车轮转过一个角度，车轮轴线就离开水平面往下倾斜，致使车身上抬，势能增加。这样汽车本身的重力就有使转向轮回复到原来中间位置的效果。所以主销内倾角的作用是使车轮自动回正。调节此处长度可以调节主销内倾角图2.5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前轮前束前束角的定义:从车辆的前方

7、看,于两轮轴高度相同处测量左、右轮胎中心线之间的距离，车辆前端距离与后端距离差值称为前束角。前端距离大于后端距离为负前束，反之为正前束。相等为零前束。其功能为降低轮胎磨损与滚动磨擦。图2.631调节杆的长度可以得到前束或后束。图2.7本组考虑到前轮外倾角为00，只将前轮调节到一个很小的前束。2.1.4底盘离地间隙(1)底盘前半部分离地间隙调整：模型车提供的垫片有1mm和2mm两种规格，本组考虑到比赛赛道会有坡度，不能将底盘前面降得过低，否则可能导致底盘与赛道产生碰撞。所以只使用了