（全国大学生智能汽车竞赛技术报告）内蒙古大学摄像头一队

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1、第十届“飞思卡尔”杯全国大学生智能车竞赛技术报告学校：内蒙古大学队伍名称：内蒙古大学摄像头一队参赛队员：薛广通朱越美赖普坚带队老师：苏日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木人，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：H期：日录引言（第一章）1第二章车模机械部分22.1车模的选择22.2前轮倾角的调整22.3底盘高度

2、调整与固定42.4编码器的安装52.5舵机安装结构的调整52.6摄像头的安装62.7防止静电复位6第三章硬件设计83.1单片机最小系统板83.2电源稳压83.3电机驱动83.4舵机驱动9第四章系统软件设计与实现104.1系统软件流程图104.2循迹算法114.2.1处理单线114.2.2处理直角124.3智能车的起跑与停车134.4舵机控制策略144.4驱动电机控制策略154.4.1PID参数整定154.4.2增最式PID164.4.3速度控制策略17第五章开发坏境与调试平台185.1开发环境185.2上位机介绍195.3液品屏调参21第六章模型车技术参数23第七章总结24参

3、考文献IV附录A：程序源代码V引言（第一章）智能车系统的总体工作模式为：数字摄像头拍摄赛道图像，经过信号处理模块进行硬件二值化，将二值化图像信号、奇偶场信号、行同步信号输入到MKL26Z256VLL4微控制器，进行进一步处理获得主要的赛道信息；通过光电编码器来检测车速，并釆用MKL26Z256VLL4的脉冲计数功能进行脉冲计算获得速度和路程；转向舵机采用PD控制；发车和停车采用灯塔控制，利用IRM0038B来接收灯塔信号从而获取发车和停车信息；驱动电机采用PID控制，通过PWM控制驱动电路调整电机的功率；而车速的目标值由默认值、运行安全方案和基于图像处理的优化策略进行综合控制

4、。根据智能车系统的基本要求，我们设计了系统结构图，如图1所示。在满足比赛要求的情况下，力求系统简单高效，因而在设计过程屮尽量简化硕件结构，减少因硬件而出现的问题。MCf图1系统结构图在电路板的设计方而，我们参考了《模拟电子技术基础》，以及《AltiumDesigner原理图与PCB设计》。在程序编写过程中，我们参考了《C程序设计》和《C语言深度解剖》。本报告按照车模机械部分、硕件电路设计、控制软件设计和辅助调试工具四个模块对我们的智能车的整体设计进行阐述。第二章车模机械部分2.1车模的选择此次竞赛的赛车车模选用由东莞市博思电子数码科技有限公司提供的C型车模。车模外形如图2.1

5、所示。电机RN-260,舵机：FUTABA3010图2.1C型车模2.2前轮倾角的调整前轮调整的主要参数有：主销后倾、主销内倾、前朿和车轮外倾。主销角度的调整，小车的前轮调整，对真个小车的机械性能至关重要，角度调整的好有利于小车转弯，并且减小小车转弯时的抖动。主销后倾角是指在纵向平面内主销轴线与地而垂直线Z间的夹角。它在车辆传弯时会产生与车轮偏转方向相反的回正力矩，使车轮自动恢复到原来的中间位置上。经过实际测试，在调节时要把握好左边和右边打角的平衡，同时，后倾的角度也不是越大越好，基本在1-3度Z间，具体的在调试时由车模决定。图2.2主销后倾角示意图主销内倾角是指在横向平面内

6、主销轴线与地面垂直线之间的夹角，它的作用也是使前轮自动回正。通过查阅资料，主销内倾的调整应该保持在一个合适的范围，“一般来说0-8度范围内皆可”。在调试的过程屮我们通过软件和机械的结合，来对其进行适当的微调，以寻找到这个角度的最佳值。3度Toe-in图2.3主销内倾角示意图主销内倾和主销后倾都有使汽车转向自动冋正，保持直线行驶的功能。前轮约束是指两轮之间的后距离数值与前距离数值之差，也指前轮中心线与纵向中心线的夹角。前轮前束的作用是保证汽车的行驶性能，减少轮胎的磨损。在调整的过程屮我们采用了硬软件和机械的配合调节的调节方法。轮外倾角是指通过车轮中心的汽车横向平面与车轮平面的交

7、线与地面垂线之间的夹角，对汽车的转向性能有直接影响，它的作用是提高前轮的转向安全性和转向操纵的轻便性。在汽车的横向平面内，轮胎呈“八”字型时称为“负外倾”，而呈现“V”字形张开吋称为正外倾。轮外倾角的调整中，我们采用了负外倾的方式，通过车模在跑道上的测试，以提高前轮的转向安全性和转向操纵的轻便性。在调试过程屮，我们发现由于前轮轴和车轮之间的间隙较大，对车高速吋转向中心的影响较人，会引起高速转向下模型车的转向不足。然而这里是规则中严禁改动的部分，所以为了尽可能降低转向舵机负载，我们对前轮的安装角度，即前轮