（全国大学生智能汽车竞赛技术报告）大连民族大学dlnu_soul

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1、第十届“飞,鬼卡尔”杯全国大学生智育皂汽车竞赛技术报告学校：大连民族大学队伍名称：DLNU_SOUL参赛队员：杜子喑薛洪新带队教师:陈兴文关于技术报告和研究论文使用授权的说明木人完全了解第十届“飞思卡尔”杯全国大学生智能汽车竞赛关保留、使用技术报告和硏究论文的规定，即：参赛作品箸作权归参赛者木人，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击版论文集中。参赛队员签名：带队教师签名：日期：本文设计的智能车系统以MK60DN512ZVLL10微

2、控制器为核心控制单元，通过捕食者摄像头检测赛道信息，通过软件固定阈值对图像进行二值化处理，对赛道类型进行判断；通过两路编码器检测模型车的实时速度，使用PID控制算法调节驱动电机的转速和差速以及转向舵机的角度，实现了对模型车运动速度和运动方向的闭环控制。为了提高模型车的速度和稳定性，使用IAR在线调试功能以及串口上位机和摄像头图像上位机等调试工具，进彳亍了大量硬件与软件测试。实验结果表明，该系统设计方案确实可行。关键字：捕食者、PID、K60摘要1110录IV引言1第一章总体设计21.1系统概述21.2整车布局2第二章机械结构设计32.1底盘

3、高度调整32.2訓仑定位32.3舵机安装与调整424编码器的安装425摄像头的安装53.1硬件设计方案63.2传感器选择63.2.1摄像头6322编码器63.2.3系统核心板63.3电路设计73.3.1电源管理部分73.3.2辅助调试部分73.3.3电机驱动电路8第四章软件设计94.1直道处理赛道中心线提取及弯道偏差获取策略94.1.1原始图像的特点94.1.2直道赛道边沿提取94.1.3图像校正94.1.4弯道偏差获取策略104.1.5牛寺殊元素处理104.2PID控制算法介绍114.2.1位置式PID124.2.2增量式PID124.2

4、.3PID参数整定134.3转向舵机的PD控制算法134.4驱动电机的PID控制算法13第五章系统开发及调试工具145.1开发工具145.2调试工具145.2.1IAR在线调试145.2.2摄像头上位机软件14第六章模型车的主要技术参数15结论16参考文献17附录：程序源代码18随着科学技术的不断发展进步，智能控制的应用越来越广泛，几乎渗透到所有领域。智能车技术依托于智能控制，前景广阔且发展迅速。目前，掌握着汽车工业关键技术的发达国家已经开发了许多猶能车的实验平台和商品化的车辆辅助驾驶系统。有研究认为智能汽车作为一种全新的汽车概念和汽车产品

5、，在不久的将来会成为汽车生产和汽车市场的主流产品。面向人学生的智能汽车竞赛最早始于韩国，在国内，全国大学生“飞思卡尔"杯智1能汽车竞赛从2006年开始已经举办了七届，得到了各级领导及各高校师生的高度评价。大赛为智能车领域培养了大量后备人才，为大学生提供了一个充分展示想象力和创造力的舞台，吸引着越来越多来自不同专业的大学生参与其中。全国大学生“飞思卡尔'杯智能汽车竞赛包括光电组、摄像头组和电磁组，其屮数摄像头组的智能车速度最快，备受关注。本技术报告主要包括机械系统、便件系统、软件系统等，详尽地阐述了我们的设计方案，具体表现在硬件电路的创新设计

6、以及控制算法的独特想法。智能车的制作过程包含着我们的辛勤努力，这份报告凝聚了我们智慧，是我们团队共同努力的成果。在准备比赛的过程中，我们小组成员涉猎控制、模式识别、传感器技术、汽车电子、电气、计算机、机械等多个学科，几个月来的经历，培养了我们电路设计、软件编程、系统调试等方面的能力，锻炼了我们知识融合、实践动手的能力，对今后的学习工作都有着重大的实际意义。第一章总体设计1.1系统概述本文设计的智能车系统以MK60DN512ZVLL10微控制器为核心控制单元，通过捕食者摄像头检测赛道信息，通过软件固定阈值对图像进行二值化处理，对赛道类型进行判

7、断；转向舵机釆用分段P控制；驱动电机采用PID控制，通过DMA釆集编码器脉冲，控制PWM输出控制驱动电路调整电机的功率，形成闭环控制。1.2整车布局(1)降低整体重心。(2)用轻便坚固的碳素杆作为摄像头杆的材料。(3)电池放于车模中部偏后，合理分配重心，方便速度控制。图1.2整车布局图第二章机械结构设计底盘［高度调整在保证在顺利通过坡道的前提下，尽量降低底盘，从整体上降低模型车的重心，我们将车模底盘调整为6-7MM左右，可使模型车转弯时更加稳定、高速。车模底盘高度效果图如图2.1所示：图2.1车模底盘效果图2.2前轮定位前轮定位是车模机械结

8、构中最重要的部分之一，好的前轮定位可以让车模行驶更稳定，转向更灵活。前轮定位由主销内倾、主销后倾、前轮外倾和前轮前束4个项目决定，由于C车模的结构特性，此车模不能在主销内倾的情况