河海海声队技术报告

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1、.第五届“飞思卡尔”杯全国大学生智能汽车竞赛技术报告学校:河海大学常州校区队伍名称：河海海声队参赛队员：孟东阳崔积峰宋加才指导老师：张金波戴卫力...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四届“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：孟东阳崔积峰宋加才带队教师签名：张金波戴卫力日期：2010/

2、8/10...摘要本文详细介绍了河海大学常州校区河海海声队队员们在准备第四届Freescale智能车大赛过程中的工作成果。智能车的硬件平台采用带MC9S12XS128处理器的S12环境，软件平台为CodeWarriorIDE4.7开发环境，车模采用大赛组委会统一提供的1：16的仿真车模。文中介绍了智能小车控制系统的软硬件结构和开发流程。为了提高小车特性，我们对系统进行了创造性的优化：其一，对转向系统进行了竖排改进。其二，硬件上采用激光传感器的方案，软件上优化PID算法、弯道预判、模糊算法。其三，充分利用S12单片机现有模块进行编程，同时无

3、线串口、拨码开关、状态指示灯、蜂鸣器方便了算法调试。应当特别提出的是我们在调试过程中为了防止赛车发生意外冲出跑道造成车体撞击损坏，我们利用无线串口制成遥控器，能够很方便第控制赛车的运行，防止发生意外，很好地保护赛车【1】。关键字：智能车MC9S12XS128单片机激光传感器路径识别遥控器...目录第一章引言61.1概述61.2系统整体简介6第二章系统总体方案设计72.1智能车系统构成72.2智能车自动寻径基本原理72.3开发平台简介8第三章系统硬件方案设计93.1硬件电路整体架构设计93.2MC9S12XS128最小系统模块设计103.3

4、电源管理模块设计103.4舵机控制电路设计123.5速度及加速度传感器设计123.6电机驱动模块设计133.7激光发射与接收电路设计13第四章系统总体布局和机械结构优化154.1概述154.2系统布局优化154.2.1激光管的布局与安装154.2.2编码器的安装164.3机械结构优化174.3.1降低车身高度174.3.2调节差速器184.3.3改装舵机18第五章系统软件方案设计195.1激光管路径识别状态分析195.2赛道标志识别21第六章开发工具、制作、安装、调试过程说明226.1工程的创建226.2现场调试236.3模型车主要技术参

5、数说明24第七章总结257.1本车特色257.2系统存在的问题257.3改进方向25参考文献26附录A赛车C语言源程序27......第一章引言1.1概述现代科技的飞速发展使人们对于智能化的要求越来越高，而智能化在汽车产业上应用的最典型例子就是汽车电子行业的发展。汽车智能化程度则被看作室衡量汽车现代化水平的重要标志。第五届“飞思卡尔”杯全国大学生智能汽车竞赛就是在这样一个背景下举行的，按照比赛规则，组委会指定智能车车模、MC9S12XS128处理器、7.2V可充电电池电机和舵机。参赛队伍需要学习并应用嵌入式软件开发工具Codewarrio

6、r进行在线开发和调试。大赛的综合性很强，涵盖了控制、模糊识别、传感器、电子、电气、计算机和机械传动等多个学科交叉的科技创意比赛。参赛的队员需要在了解上述多学科知识的基础上，利用Codewarrior软件编程控制智能车对路径信息进行采集和处理，识别当前路径状况，进而控制舵机转相应的角度，驱动电机以合适的速度在跑道上行进。1.2系统整体简介本队制作的智能车以16位单片机MC9S12XS128为控制系统核心，利用激光传感器采集路径信息，经过MCU处理，识别当前路径状况，做出判断决策，从而给出相应的PWM信号，经过BTS7970驱动直流电机以合适

7、的速度行驶，同时，控制舵机转出相应的角度。本文先从总体上介绍了智能车的设计思想和方案论证，然后分别从硬件电路、系统软件、机械结构等方面的设计进行论述，重点介绍了芯片的选取和路径识别的方法，坡道识别方案比较、坡道的滤波，转向控制算法，速度控制方案比较，速度运行策略等，并描述了智能车的制作和调试过程【14】。第二章...第一章系统总体方案设计2.1智能车系统构成赛车的控制系统包括电源管理模块、MCU模块、路径识别模块、电机驱动模块、舵机控制模块、转速测量模块、人机界面模块、无线串口传送模块等。在整个系统中，由电源管理模块实现对其他各模块的电源

8、管理。其中，对单片机、测速电路、无线串口，人机电路提供5V电压，对舵机提供6.5V电压，对激光管提供3.3V电压【2】。2.2智能车自动寻径基本原理如下图所示，智能车道路检测模块则采用激光管传