（大学生智能汽车竞赛技术报告）中国海洋大学海色队

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1、第十届“看蘇義I全国大学生技术报告学校：中国海洋大学队伍名称：海色参赛队员：罗东庭、孟飞龙、王品雯带队教师：棊声波、任凭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”杯全国大学牛智能汽车竞赛关保留、使用技术报告和研究论文的规定，IP:参赛作品箸作权归参赛者本人，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：摘要本文详细介绍了中国海洋大学海色队为第八届全国智能车大赛而准备的智能车系统方案。

2、该系统以Freescale32位单片机MK60DN512ZVLQ10作为系统控制处理器，采用加速度计和陀螺仪传感器获取直立车姿态信息以控制两个直立驱动电机使车模直立，同时借助于线性CCD的图像采样模块获取赛道图像信息，通过软件算法提取赛道边界，识别当前所处赛道位置，算出小车与黑线间的位置偏差，采用PID方式对两个驱动电机进行差速控制，实现了车模的转向控制。通过光电编码器实时获取小车速度，形成速度闭环控制。调试过程中应用Ke订uVision5软件观察返回值，并结合串口上位机辅助调试PID参数。文中将介绍赛车机械结构和调整方法、赛车直立方案和转向方案、赛

3、车硬件电路的搭建以及软件的设计与参数调试。关键词：智能车系统线性CCDPID控制Freescale32位单片机目录摘要II第一章引言11.1比赛背景介绍11.2系统总体方案的设计1第二章车模机械结构的改进22.1车模初始结构介绍22.3线性CCD的安装32.4测速编码器的安装42.5电池的固定与安装5第三章车模硬件电路设计63.1电源电路设计63.2最小系统73.3加速度计和陀螺仪电路73.4驱动电路设计93.5线性CCD电路模块93.5起跑检测电路9采用红外线检测模块HS0038b感知灯塔。93.6模型车尺寸与外形照片10第四章车模软件设计114.

4、1软件系统概述11第五章结论115.1参赛心得115.2智能车的不足以及改进11参考文献13附录A：程序源代码14第一章引言1.1比赛背景介绍全国大学生“飞思卡尔”杯智能汽车竞赛是由教育部高等自动化专业教学指导分委员会（以下简称自动化分教指委）主办的一项具有导向性、示范性和群众性的全国竞赛活动。竞赛以猶能汽车为研究对象的创意性科技竞赛，是面向全国大学生的一种具有探索性工程实践活动，是教育部倡导的大学生科技竞赛之一。全国大学生智能汽车竞赛由竞赛秘书处为各参赛队提供/购置规定范围内的标准硬软件技术平台，竞赛过程包括理论设计、实际制作、整车调试、现场比赛等

5、环节，要求学牛组成团队，协同工作，初步体会一个工程性的研究开发项目从设计到实现的全过程。该竞赛融科学性、趣味性和观赏性为一体，是以迅猛发展、前景广阔的汽车电子为背景，涵盖自动控制、模式识别、传感技术、电子、电气、计算机、机械与汽车等多学科专业的创意性比赛。全国大学生智能汽车竞赛以“立足培养，重在参与，鼓励探索，追求卓越”为指导思想，旨在加强大学牛实践、创新能力和团队精神的培养，促进高等教育教学改革，促进高等学校素质教育，培养犬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

6、和团队协作的人文精神，为优秀人才的脱颖而出创造条件。1.2系统总体方案的设计根据竞赛章程规定，使用飞思卡尔公司MK60DN512ZVLQ10单片机为核心控制器，使用2轴陀螺仪+3轴模拟加速度传感器MMA7361作为检测车模直立姿态传感器通过AD采样后计算获得车体倾角和加速度，进而对两个驱动电机通过PWM的方式施加PID控制，使得车体自动直立得到实现。然后在驱动电机上叠加一个速度控制分量，加以使用光电编码器检测车轮速度，实现了车模速度的控制。最后利用竞赛指定线性CCDTSL1401采集赛道黑色边界，利用驱动电机差速方法实现车体转向，最终实现了车模直立寻

7、线竞速。第二章车模机械结构的改进车模机械结构是车模高性能执行控制决定的基础，优秀的机械结构调整与设计可以是车模获得更好的稳定性和更为优异的速度，尤其是当软件控制上出现瓶颈时，机械结构的优化往往达到事半功倍的效果。2.1车模初始结构介绍根据竞赛规则，各个竞赛组别所使用的车模均为组委会指定车模，光电平衡组所使用的车模为D型车模或E型车模。我们采用E型车模，其初始的基木结构如下图所示：其包含车体主底板以及传动齿轮结构，两个驱动电机为RS-380型号。2.2陀螺仪与加速度计的安装陀螺仪跟角速度计都是用来检测车模的倾斜角度，我们将这块带有陀螺仪和加速度计的电路

8、板固定在整个车模中间质心的位置。这样可以最大程度减少车模运行时前后振动对于测量倾角的干扰，同时陀螺仪一定要安