2016.11.4智能车培训

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1、安徽新华学院校园大学生智能车竞赛——光电组培训陈业慧第1章智能汽车设计导论第2章智能汽车设计基础—硬件第3章智能汽车设计基础—软件第4章智能汽车设计基础—计算机辅助设计第5章智能汽车设计基础—微控制器第6章智能汽车设计实践——光电管型设计第7章智能汽车设计实践——系统调试第8章非理性因素分析与探讨第9章关于竞赛相关问题答疑第1章智能汽车设计导论1.1智能汽车现在的“汽车”——带有一些电子控制的机械装置将来的“汽车”——带有一些辅助机械的机电一体化装置，消费类电子产品。智能汽车配备了远程信息处理器、传感器和接收器，通过无线网络获取前方交通状况信息，引导汽车加速或减速。更

2、为平稳地行驶，避免不断刹车、启动的动作，以降低油耗。智能汽车应包含以下结构：智能汽车的信息采集、处理及传输智能汽车的自动控制系统智能汽车的通信系统智能汽车的导驶定位技术智能汽车的电源系统第2章智能汽车设计基础——硬件第2章智能汽车设计基础—硬件从外观上看，智能车系统主要表现为由一系列的硬件组成，包括组成车体的底盘、轮胎、舵机装置、马达装置、道路检测装置、测速装置和控制电路板等。2.1传感器系统12.2电路设计2第2章智能汽车设计基础—硬件2.1传感器系统在工程上，系统中各种物理量都必须转换成一定规格的信号（电信号或气压信号）才能被检测、采集和显示。所谓传感器，即是将被

3、测量按照一定的物理或化学原理转换成某种规定的输出信号的装置或器件。2.1传感器系统图2.1传感器组成方框图图2.1传感器组成方框图2.1传感器系统传感器由敏感元件和转换元件组成。敏感元件能够随着被测量的变化而引起某种易被测量的信号的变化转换元件则将敏感元件感受或响应的被测量转换成适于传输或测量的电信号由于转换元件的输出信号一般都很微弱，需要添加信号调理转换电路、辅助电路等，将转换元件输出的电信号进行放大或运算调制。智能汽车设计中涉及到的传感器主要有三种：光电式传感器、图像传感器和测速传感器。2.1传感器系统12.1.1光电式传感器22.1.2图像传感器32.1.3测速

4、传感器光电式传感器是利用光电器件把光信号（红外、可见及紫外光辐射）转换成电信号的装置被测量——光量——电量光电式传感器的核心（敏感元件）是光电器件，光电器件的基础是光电效应。2.1.1光电式传感器光电式传感器的结构简单，响应速度快，可靠性较高，能实现参数的非接触测量。光电式传感器由光路及电路两大部分组成，光路部分实现被测量信号对光量的控制和调制，电路部分完成从光信号到电信号的转换。2.1.1光电式传感器2.1.1光电式传感器图2.2光电式传感器的基本组成1．ST1882.1.1光电式传感器A-K为红外发射管。C_E为红外接收管。当没有物体反射红外线时，ce之间截止，无

5、电流流过，输出电压为电源电压，高电平。当有物体反射红外线时，be饱和导通ce也就导通了，输出端就相当于接地。输出电压为低电平。ST188根据光电特性，选取发射管的静态电流为20mA。典型的压降为1.25v,如果供电电压为5V，那么，此时在发射管上需要串联电阻，电阻大小为R=（5-1.25）/0.02;即：R=187.5欧姆。取标称电阻，R=200,那么此时的电流小于20mA，但是不影响结果。C_E端的电阻用来输出高低电平，接一个2K的电阻。滑动变阻器（电位器）为了测试方便，调整阈值电压2.1.2图像传感器（略）图像传感器又称为成像器件或摄像器件，可实现可见光、紫外线、

6、X射线、近红外光等的探测，是现代视觉信息获取的一种基础器件。实现信息的获取、转换和视觉功能的扩展，能给出直观、真实、多层次、多内容的可视图像信息。1．CCD图像传感器的分类CCD图像传感器从结构上可以分为两类：一类是用于获取线图像的，称为线阵CCD；另一类是用于获取面图像的，称为面阵CCD。（1）线阵CCD图像传感器对于线阵CCD，它可以直接接收一维光信息，而不能直接将二维图像转换为一维的电信号输出，为了得到整个二维图像的输出，就必须用行扫描的方法来实现。2.1.2图像传感器（2）面阵CCD图像传感器面阵CCD图像传感器的感光单元呈二维矩阵排列，能检测二维平面图像。2

7、.1.2图像传感器在智能汽车设计中，测速传感器的设计主要有两种方案：霍尔传感器和光电式脉冲编码器。1．霍尔传感器霍尔传感器是基于霍尔效应原理，将电流、磁场、位移、压力、压差转速等被测量转换成电动势输出的一种传感器。2.1.3测速传感器图2.7三种不同结构的霍尔式转速传感器2.1.3测速传感器图2.7三种不同结构的霍尔式转速传感器2.1.3测速传感器2．光电式脉冲编码器光电式脉冲编码器可将机械位移、转角或速度变化转换成电脉冲输出，是精密数控采用的检测传感器。光电编码器的最大特点是非接触式，此外还具有精度高、响应快、可靠性高等特点。光电编码器采用光电方法