（大学生智能汽车竞赛技术报告）河南大学奔跑吧队

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1、第十届“飞思卡尔”杯全国大学生智育岂汽车竞赛技术报告学校：河南大学队伍名称：奔跑吧参赛队员：刘阳阳李超张珂带队教师：秦春斌王俊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十届“飞思卡尔”杯全国大学生智能汽车竞赛关保留、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：摘要该智能循迹小车以MK60DN512ZVLQ10单片机最小系统为核心，辅以电

2、源模块、图像采集模块、电机驱动模块和运行调试模块。小车通过蓝宙线性CCD三代采集赛道信息，经过不断改进机械结构并优化算法，小车可以完美地识别各种赛道信息。经过图像处理后，通过转向控制策略与PID算法驱动电机速度，实现路径的检测与识别。同时通过调整小车的重心、使小车的稳定性与行进速度达到最优。系统属于以能量转换为主，由直流电机输入能量与电机，通过小车不同的运动输出能量，是典型的机电一体化系统。这份技术报告中，我们小组通过对整体方案、硬件电路、软件算法、机械结构、调试参数等方面进行介绍，详尽地阐述了我们的思想和创意，具体表现了我们在电路的创新设计，以及算

3、法方面的独特想法。关键词：智能汽车MK60DN512ZVLQ10CCDPID算法目录摘要第一章弓丨言11.1智能车竞赛的意义11.2智能车竞赛规则11.3系统总体方案的设计1第二章系统控制策略32.1智能车系统控制的特点32.1.1转弯的控制32.1.2车速的控制32.2智能车系统控制方案的设计4第三章智能车机械系统设计与实现53.1车模参数53.2编码器的安装63.3线性CCD的安装73.4陀螺仪和加速度计安装73.5其他8第四章智能车硬件电路设计104.1主控板设计104.1.1电源管理104.1.2电机驱动电路114.1.3接口模块144.2传

4、感器154.2.1线性CCD传感器154.2.2陀螺仪和加速度计154.2.3编码器164.2.4红外起跑检测模块164.3辅助调试模块174.3.1液晶屏174.3.2蓝牙174.3.3拨码开关184.4小结18第五章软件设计195.1软件系统设计195.2PID控制算法简介205.3直立控制算法20第六章系统开发及调试工具224.1开发工具226.2上位机图像显示226.2.1CCD图像显示上位机226.2.2虚拟示波器上位机24第七章模型车主要参数267.1智能汽车外形参数267.2智能汽车技术参数26总结27参考文献28附录I附录A算法源程序

5、I附录B主控板及驱动板PCBVII第一章引言智能车系统涵盖了机械、电子、电气、传感、计算机、自动化控制等多方面知识，一定程度上反映了高校学生科研水平。本章节详细阐述了智能车系统的研究背景和本智能小车的系统总体概况。1.1智能车竞赛的意义全国大学生智能车大赛和其他竞赛一样，为了培养大学生实践创新能力和团队精神而开展的。该项赛事与全国大学生数学建模、电子设计、机械设计、结构设计等四大竞赛齐名，被认定为国家教育部止式承认的第五个大学生竞赛项目。竞赛以“立足培养，重在参与，鼓励探索，追求卓越”为指导思想，旨在促进高等学校素质教育，培养大学生的综合知识运用能力

6、、基本工程实践能力和创新意识，激发大学生从事科学研究与探索的兴趣和潜能，倡导理论联系实际、求真务实的学风和团队协作的人文精神，为优秀人才的脱颖而出创造条件。该竞赛以“立足培养、重在参与、鼓励探索、追求卓越”为指导思想，是以智能汽车为竞赛平台的多学科专业交义的创意性科技竞赛，是而向全国大学生的一种具有探索性的工程实践活动，涵盖了控制、模式识别、传感技术、电子、电气、计算机、机械等多个学科知识，旨在促进高等学校素质教育，培养大学生的综合知识运用能力、基本工程实践能力和创新意识，激发大学生从事科学研究与探索的兴趣和潜能，倡导理论联系实际、求真务实的学风和团

7、队协作的人文精神1.2智能车竞赛规则参赛选手须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8位、16位、32位微控制器作为核心控制单元，自主构思控制方案进行系统设计，包括传感器信号采集处理、电机驱动、转向舵机控制以及控制算法软件开发等，完成智能车工程制作及调试，于指定日期与地点参加各分赛区的场地比赛，在获得决赛资格后，参加全国总决赛的场地比赛。1.3系统总体方案的设计单片机釆用32位K60单片机作为核心控制单元用于智能汽车系统的控制。线性CCD采集赛道明暗信息，返回到单片机作为转向控制的依据。加速度计返回的模拟信号作为车身当前角度的

8、信号，陀螺仪采集车身转动的角速度。主控输出PW波控制电机的转速以保持车身的平衡和锁定赛道。同四轮车不同，平衡