北航神箭一队技术报告

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1、第三届全国大学生智能汽车邀请赛技术报告第二届“飞思卡尔”杯全国大学生智能汽车邀请赛技术报告学校：北京航空航天大学队伍名称：北航神箭一队参赛队员：陈妮亚范成家郑敏带队教师：陈博、何勇灵第三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

2、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：第三届全国大学生智能汽车邀请赛技术报告目录第一章引言41.1智能车制作情况概述41.2技术报告内容框架安排4第二章智能车机械改造设计52.1光电支架和安装…………………………………………………………………………52.2测速发电机安装…………………………………………………………………………….52.3舵机的安装………………………………………………………………………………….62.4车模参数调节………………………………………………

3、……………………………….6第三章智能车控制电路设计73.1激光扫描器检测基本原理…………………………………………………………………73.2硬件电路…………………………………………………………………………………….83.2.1电路设计目的……………………………………………………………………………83.2.2赛道引导线的基本检测原理……………………………………………………………93.2.3激光驱动电路…………………………………………………………………………..103.2.4信号检测电路…………………

4、………………………………………………………..10第四章智能车控制软件设计124.1位置信息获取…………………………………………………………………………….124.2控制算法设计…………………………………………………………………………….144.2.1智能车系统软件设计思想…………………………………………………………..144.2.2软件构成………………………………………………………………………………14第五章智能车设计总结15第三届全国大学生智能汽车邀请赛技术报告第一章引言1.1智能车制作情况概

5、述全国大学生智能汽车竞赛是一个涉及控制、模式识别、传感技术、电子、电气、计算机、机械等多个学科的科技创意性比赛。经过几个月的努力，我们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16位微控制器MC9S12DG128B单片机作为核心控制单元，自主构思控制方案进行系统设计，完成了智能车的制作和调试。飞思卡尔智能车比赛的赛道，由白色泡沫材料及其中心的黑色引导线组成，对赛道信息捕获的效果好坏，直接决定着智能车的速度及控制性能。通常采用的路径检测方式，不外乎CCD与光电两种。CCD方案具有

6、先天的优势，不仅能得到前方赛道的丰富信息，而且可实现远距离的前瞻，对车模重量及稳定性的影响也很小；而光电方案受传感器数量、车模重量及稳定性所限，获得的赛道信息十分有限，前瞻距离也不足，使得使用光电管方案的队伍成绩普遍不如使用CCD方案的队伍。为得到大前瞻、连续性好的信息，我们在赛车中使用了激光扫描器，它利用快速摆动（或旋转）的镜面，反射能量高度集中的激光束，使激光束的出射角度随着反射镜的运动产生连续的变化，从而投射出一条扫描线。虽然只有一个光电检测器和一个光源，但由于反射镜的高扫描频率，使得扫描器

7、几乎可以同时得到一行的图像信息。而控制算法中，速度控制采取分区间不同速度控制，舵机采取简单的PD控制1.2技术报告内容安排说明此技术文档的正文部分主要包括三个部分：机械改造设计（第二章），控制电路设计（第三章）和控制软件设计（第四章）。机械改造设计部分主要叙述我们在大赛允许范围内对智能车机械部分的改造；控制电路设计部分主要叙述各个模块的电路设计方案以及相关电路，其中包括了智能车的主要技术参数说明；控制软件设计部分主要叙述光电传感器的信号采集处理，以及智能车自主寻线的控制算法，其中包括了开发工具的介

8、绍和调试过程。第三届全国大学生智能汽车邀请赛技术报告第二章智能车机械改造设计根据比赛规则，我们对模型车进行了机械设计和改造，主要包括CCD支架和测速电机支架的设计、舵机的安装，以及车模底盘参数的调节。图2.1赛车整体图2.1光电支架和安装光电支架的作用是合理的安装和固定好激光传感器的位置，为了保证获得稳定的赛道信息，支架必须有足够的强度和刚度，同时要求质量较轻。安装的高度和角度在调试过程中可以根据需要方便地做出调整。本文中光电支架及其安装如图2.1。支架的两个长杆采用碳素纤维材料，