北洋追风技术报告

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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学校：天津大学队伍名称：北洋追风队参赛队员：李镜亮赵宇李义带队教师：孟庆浩教授.---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：.---目录第一章引言1第二章硬件电路设计32.1路径识别电路3

2、2.1.1传感器选择32.1.2传感器电路设计42.1.3传感器布局62.2测速系统电路72.3电机驱动电路82.4电源管理电路92.5电源驱动电路板设计与安装10第三章算法仿真123.1Plastid的特点与使用123.2传感器布局仿真133.2.1“一”字形传感器布局133.2.2“W”形传感器布局143.2.3“W+2”形传感器布局163.3两种经验算法17第四章信号检测及循线控制算法的软件实现214.1S12工作频率初始化模块21.---4.2舵机控制模块224.3后轮电机驱动芯片33886控制模块234.4光电传感器信号采集模块234.5循线

3、控制算法254.6主程序Main()26第五章总结285.1智能车的主要技术指标：285.2问题与解决285.3现存的问题与未来的改进方向29参考文献31附录A　“经验反馈控制”仿真程序源代码附录B　循线控制算法程序源代码致谢.---第一章引言能够参加第一届“飞思卡尔”杯全国大学生智能汽车邀请赛，“北洋追风”组成员感到非常荣幸，参赛的过程中小组成员也投入了不少精力。一个好的工作集体必然要有恰当且有效的分工，在本次大赛中，“北洋追风”组的成员赵宇和李义主要负责程序软件方面的调试与仿真；小组成员李镜亮主要负责硬件电路的设计；针对控制算法，小组成员进行了共同

4、讨论。整个小组各司其职、通力合作，在孟庆浩老师的悉心指导下圆满完成了智能车的制作。具体制作过程可分为以下三个阶段：第一个阶段，3月2号到4月初。参加培训会后，我们主要进行了资料查找、熟悉单片机以及传感器选型等前期工作，并在一开始就将目标选定在光电传感器上，放弃了CCD的检测方法。在文献〔1〕和〔2〕中，详细阐明了光电传感器的原理，并列举了不同类型的光电传感器检测方法。基于此次比赛的检测要求，我们选定了型号为TCRT5000的传感器，并就其数字和模拟输出分别进行了相应的电路设计。第二个阶段，从4月初到6月底，主要进行了各部分电路的搭建与程序调试。我们完全

5、采用了组委会提供的MC9S12DG128开发板和MC33886电机驱动芯片，设计并制作了电压变换电路与电机驱动电路，编写了AD转换与模糊路径识别程序。在实际实验中，我们发现模糊算法增加了程序的复杂性，降低了实时性，较难达到控制要求，所以决定放弃此算法，而采用数字输出式传感器以及经验控制算法。同时我们还就传感器布局进行了一系列的仿真，最终采用了“W”型布局。第三个阶段，从7月初到参加比赛，正是暑假期间，可以将精力完全投入到制作中。我们做好整个系统后，根据智能车的运动状况对程序进行了一遍一遍的修改与调试，并对硬件电路进行了相应的改进，取得了快速性与稳定性的

6、协调统一，最终完成了智能车的制作。本技术报告的正文包括以下几部分内容：.---第二章主要介绍智能车的硬件与安装，包括电路设计以及机械安装。具体内容有两个部分：第一部分是信息检测相关模块的设计，如所采用的测速系统、黑带检测方法及传感器布局。第二部分是开发板外围电路的设计，如电源管理模块，单片机与传感器电路的接口等。主要介绍了自行制作的集成以上电路的电源驱动电路板的设计及其安装固定。第三章主要介绍开发工具、算法仿真及调试过程。第四章主要介绍基于HCS12控制软件的主要理论、算法说明及代码设计。第五章为报告总结，概括说明模型汽车制作过程中的整体情况和各项技术

7、指标，并指出了其中存在的问题和未来进一步改进的方向。.---第二章硬件电路设计2.1路径识别电路智能车要实现自动导引功能就必须要感知导引线，感知导引线相当于给机器人一个视觉功能。自动寻迹是基于自动导引小车（AGV—auto-guidedvehicle）系统，实现小车自动识别路线，判断选择正确的行进路线。在本次比赛中采用一定宽度的白色纸作赛道，与白色有较大反差的黑色线条作引导，这就需要我们使用传感器感知此导引线以使车模实现自动地按路径行进。2.1.1传感器选择实现智能车的视觉功能有多种方式，我们认为针对此次比赛大体有以下两种方案：1）使用CCD摄像头进行

8、图像采集和识别。我们认为此种方案不适用于小体积系统，具体识别过程还涉及图像采集、图像处理及识别