广东技术师范学院-星磁号技术报告

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1、第六届全国大学生智能汽车邀请赛技术报告第六届“飞思卡尔”杯全国大学生智能汽车竞赛技术报告学校：广东技术师范学院队伍名称：星磁号参赛队员：陈晓波陆永东张华灵带队教师：肖蕾祁伟第六届全国大学生智能汽车邀请赛技术报告第六届全国大学生智能汽车邀请赛技术报告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六届“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

2、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：第六届全国大学生智能汽车邀请赛技术报告III第六届全国大学生智能汽车邀请赛技术报告目录目录III第一章引言11.1概述11.2基本原理2第二章智能车总体设计22.1电磁车体系结构设计22.2系统硬件结构设计32.3系统整体程序流程图3第三章硬件设计53.1硬件系统总体方案53.2硬件电路设计5第四章智能车机械结构设计114.1舵机的安装114.2测速编码器的安装114.3底盘调整124.4前轮定

3、位134.5齿轮传动的调整144.6传感器的安装14第五章软件设计155.1程序整体设计15III第六届全国大学生智能汽车邀请赛技术报告5.2电磁传感器的路径识别155.3起跑线检测175.4舵机控制185.5电机速度控制20第六章开发工具、制作、安装、调试过程说明216.1开发工具216.2调试过程21第七章赛车主要技术参数23第八章总结24鸣谢25参考文献26III第六届全国大学生智能汽车邀请赛技术报告4第六届全国大学生智能汽车邀请赛技术报告第一章引言1.1概述“飞思卡尔”杯全国大学生智能汽

4、车竞赛，是由教育部高等学校自动化专业教学指导分委员会主办的科技竞赛。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人文精神。该竞赛主要由飞思卡尔半导体公司赞助，由清华大学协办，从2006年开始，每年举办一届，目前已成功举办了四届。第三届、第四届连续两届被教育部批准列入国家教学质量与教学改革工程资助项目之一。第五届

5、飞思卡尔杯智能汽车大赛首次加入了基于电磁传感器的寻线智能车，在地面铺设通有交变电流的引导线，在引导线周围激起交变的磁场，从而通过检测此磁场引导车辆行驶。使用电磁场作为引导智能车的优点，主要体现在磁场信号具有很好的环境适应性，不受光线、温度、湿度等环境因素的影响。由于电磁场是矢量场，具有方向行，对于不同的传感器和传感器的不同摆放方式，探测到的电磁场也是有所不同的。1.2基本原理本文主要介绍了我队队员在第六届Freescale智能汽车大赛过程中的工作成果。本智能车系统设计以MC9S12XS128处理

6、器为核心，通过电感采集赛道数据，用以检测智能车的运动位置和运动方向，采用光电编码器检测速度，PID控制算法调节电机的速度和舵机的方向，完成对智能车的基本控制。根据功能不同，电磁车体系结构大致包括传感器、控制、执行机构、人机接口和电源五大部分。1.传感器部分负责感知外部世界的环境信息和车模自身的状态信息，为小车完成赛道的检测与跟踪以及实现小车的运动控制提供所需的信息。2.控制部分分析传感器数据，提取赛道信息，运行控制算法，向执行机构发出动作信号，控制赛车沿赛道行驶。控制部分主体是单片机MC9S12

7、XS128。3.执行机构负责执行动作信号，实现车的前进、变速和转向。执行机构包括电机驱动、电机和舵机。4.电源部分负责向各部分提供合适的电源，包括电池和稳压模块。4第六届全国大学生智能汽车邀请赛技术报告第二章智能车总体设计2.1电磁车体系结构设计根据需求分析，经过仔细研究，决定采用模块化设计。智能汽车的硬件系统由核心控制模块(MCU)、传感器模块、电源管理模块、电机驱动模块、舵机驱动模块、无线通讯模块和信号采集模块组成系统结构框图如图2.1所示：MC9S12XS128控制部分起始线检测编码器电池

8、7.2V稳压模块拨码开关无线串口LED电源部分驱动电路舵机电机5V传感器图2.1系统结构框图26第六届全国大学生智能汽车邀请赛技术报告2.2系统硬件结构设计智能车硬件模块主要由MC9S12XS128核心模块、电源模块、信号采集模块，伺服电机、直流电机驱动模块，速度采集模块组成。MC9S12XS128单片机是智能车的核心，负责赛道信息的接收、滤波、处理数据和调用控制算法，最终输出伺服电机和直流电机的控制信号。电源模块主要有5V电压供单片机和信号等使用，7.2V电源供电机和舵机使用。信号采集模块由普