第一届飞思卡尔杯全国大学生

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1、第一届“飞思卡尔”杯全国大学生智能汽车邀请赛技术报告附录C基于红外反射式传感器的赛道检测方法的研究学校：长春工业大学队伍名称：超越参赛队员：陈军刘润闫继杰带队老师：李慧第一届“飞思卡尔”杯全国大学生智能汽车邀请赛技术报告附录C基于红外反射式传感器的赛道检测方法的研究学校：长春工业大学队伍名称：超越参赛队员：陈军刘润闫继杰带队老师：李慧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

2、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：陈军刘润闫继杰带队教师签名：李慧日期：2006年8月10日目录第一章引言11.1智能车整体设计思路11.2技术方案概要11.3技术报告内容2第二章智能车硬件部分安装和改造32.1智能车机械部分安装及改造32.2辅助电路板的设计安装32.3最小系统电路板的固定及连接5第三章智能车硬件电路设计73.1电源电路设计73.2直流电机驱动电路83.3路面信息检测电路93.4转向系统电路10

3、第四章软件设计114.1HCS12控制软件主要理论114.2算法说明114.2.1路面信息检测114.2.2传感器优先级的设定124.2.3智能车的转向角度控制124.2.4智能车速度的控制144.2.5直道的限速144.2.6交叉线的通过144.2.7抗干扰措施154.3代码设计介绍18第五章智能车的调试195.1软硬件调试195.2智能车的整体调试205.2.1传感器及外围电路的调试205.2.2舵机的调试过程205.2.3直流电机的调试205.2.4整体调试235.3智能车的主要技术参数23第六章结论25参考文献2

4、8附录A程序清单29附录B硬件电路图45附录C基于红外反射式传感器的赛道检测方法的研究47第一章引言1.1智能车整体设计思路根据第一届飞思卡尔全国大学生智能车邀请赛的要求，要求参赛选手在车模平台基础上，设计一个能够自主识别路线的智能车，在专门设计的跑道上沿着轨道自主行驶，在稳定的前提下追求速度。借助大赛组委会提供的设备，以Freescale单片机MC9S12DG128B为控制核心，利用其内部的PWM（PulseWidthModulation）模块输出PWM波【1】，通过H桥驱动芯片来驱动智能车。另外在智能车轨迹检测方面，

5、在设计中使用反射式红外传感器对路面信息进行对称式分级采集，通过对传感器独特的设计与安装，使智能车不但善于直线的加速，在转向时也会有精彩的发挥。在行驶方向判断方面通过所设计的控制策略实现对左右转向的准确控制。在控制舵机转向方面，利用微控制器内部集成的ATD模块对传感器的输出信号进行模数转换，综合判断轨迹变化方向，对舵机转向进行实时控制。此外，由于能量损耗使电源电压存在一定的不确定性，对此，选取一路ATD通道，对电源电压实时检测，增强系统的稳定性【5】。1.2技术方案概要智能汽车硬件总体框图如图1.1所示。设计了电源部分、驱

6、动电机部分、检测电路部分以及转向电路等部分。图1.1智能汽车硬件总体框图1．电源部分图智能车的电源部分采用的是大赛提供的7.2V直流电源，给智能车的三个主要部分进行供电，第一部分就是智能车的驱动核心—直流电机；第二部分就是智能车的转向核心－舵机；最后一部分就是智能车的控制核心单片机。由于能量损耗使电源电压存在一定的不确定性。对此，选取一路A/D通道，对电源电压进行实时检测，确保小车速度的稳定性。2．驱动电路部分在智能车的驱动电路部分，由于单片机内部可以进行PWM波的输出，通过利用PWM技术及辅助的驱动芯片对驱动直流电动机

7、进行驱动和制动【4】。3．检测电路部分在智能车的检测电路部分，采用了7个功能相同的反射式红外传感器通过对白色跑道及黑线的不同来检测路面信息，使智能车沿着要求的轨迹行驶。4．转向电路部分智能车转向电路主要采用了大赛给定的舵机，通过用单片机内部的PWM控制其实现智能车的转向。下文将对智能车的安装、改造过程，硬件电路板的设计及说明，软件控制的设计及说明方面，调试过程及对智能车的改造和创新将进行细致而充分的说明。1.3技术报告内容本技术报告共分六章。其中第一章引言是对全文的概括；第二、第三章主要介绍智能车硬件的安装、改造及设计；

8、第四章针对智能车软件的设计以及算法做了明确的说明；第五章系统地讲述了智能车调试的过程及主要技术参数；第六章为结论和改进思想。附录中包括程序清单，硬件电路图及研究论文。第二章智能车硬件部分安装和改造整个智能车主要由车模、舵机、直流电机、最小系统电路板、辅助电路板、电池等组成。智能车的安装包括电池部分的安装、最小系统电路