（全国大学生智能汽车竞赛技术报告）山东理工大学山鹰队

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1、第十届“飞思卡尔”杯全国大学生智能汽车竞赛技术报告山东理工大学队伍名称:山鹰队参赛队员:孔魏建许磊纪玉良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：B期：摘要木文介绍了山东理工大学山鹰队队员们在准备第十届飞思卡

2、尔智能车大赛中的工作成杲，智能车使用MK60DN512ZVLQ10系列处理器，使用IAR开发环境，车模选用大赛组委会提供的C车模。文中介绍了智能小车控制系统的软硕件结构及设计开发过程，整个系统涉及车模机械结构调整、传感器电路设计及信号处理、控制算法和策略优化等多个方而。本文主要从硬件电路、机械设计、软件设计等方面阐述了小车的整体架构与设计思路。车模以MK60DN512ZVLQ10系列单片机为控制核心，以0V7725摄像头作为循迹传感器。车模的控制主要可分解为速度控制、方向控制，而这三个方面又相互影响。车模系

3、统的简单工作原理是车体在保持平衡与适当速度的前提下，再由MK60DN512ZVLQ10系列单片机收集摄像头返回來的赛道信息对方向进行控制。关键词:MK60DN512ZVLQ10系列单片机，摄像头ov7725,PTD,c#语言目录1」课题背景及意义41.2整体思路和总体介绍5第2章车模系统机械设计62」车模建立62.2车轮定位62.3舵机的安装9第3章智能车硬件电路设计及系统构架103.1K60最小系统版103.2电源管理模块103.2.16V稳压电路113.2.2LM2940稳压电路133.3电机驱动模块1

4、33.4速度反馈模块163.5摄像头的选型16第4章智能车软件设计方案184.1图像采集算法184.2软件设计总体方案184.3赛道边沿提取算法194.4控制策略204.4.1经典PID控制介绍204.4.2位置式PID算法214.4.3增量式PID算法214.4.4控制器参数整定224.5智能车的速度控制算法224.6智能车的转向控制算法23第5章系统调试245.1编译开发环境24第6章结论25第一章引言1.1课题背景及意义随着现代科技的发展，汽车的数量越來越多，由此引发的汽车拥堵、车祸等一系列安全问题引

5、起人们的重视。人们对汽车的智能化有了越来越高的要求，汽车生产商也推出越來越智能化的汽车來满足各种各样的市场要求。汽车的电子化己成为行业发展的必然趋势，它包括了汽车电子控制装置，通过电子装置控制汽车发动机、车身、动力转向系统以及制动防抱死等。汽车电子的迅速发展必将满足人们逐步增长的对丁•安全、节能、环保以及智能化和信息化的需求。“飞思卡尔杯'‘智能汽车是以口动导航技术、汽车电了技术为背景，涉及口动控制、计算机、机械等多个学科。采用飞思卡尔公司K60作为核心控制器，控制系统包括传感器信号釆集处理、电机驱动、转向

6、舵机控制以及控制算法软件开发等。摄像头组智能车是搭建基于视觉导航的智能汽车系统，通过摄像头对赛道图像的有效采集，然后再利用控制器进一步进行处理信息，作出相应的决策，控制小车寻迹。黑口边沿这种视觉寻迹系统以其灵活、信息量大等优势成为了未来的寻迹发展方向，在将来智能汽车电子应用上有非常广大的发展空间。1.2整体思路和总体介绍木智能车采用飞思卡尔公司的K60单片机为核心控制器，配合有相应的硬件及驱动电路，组成一个自动控制系统，由摄像头传感器、信息处理、控制算法和执行机构组成。“飞思卡尔杯"智能汽车竞赛赛道用专用的

7、白色KT基板制作，赛道两边有黑线。赛道分为直道、小S虚线弯道、路障区、十字路口、上坡与下坡道路等，在控制算法上，采用位置式PD和壇量式PID控制舵机和电机，控制转速和转向，实现智能车直道加速、路障区和下坡路道减速等速率变化控制。第2章车模系统机械设计模型车的机械机构和组装形式是整个模型车身的基础，机械结构的好坏对智能车的运行速度有直接的影响。经过人量的实验经验可以看出，机械结构决定了智能车的上限速度，而软件算法的优化则是使车速不断接近这个上线速度，软件算法只有在精细的机械结构上才能够更好的捉高智能车的整体性

8、能。2.1车模建立车模为飞思卡尔指定的c车模。2.2车轮定位智能车在正常行驶过程中，为了使汽车直线行驶稳定，转向轻便，转向后能自动回正，减少轮胎和转向系零件的濟损等，在转向轮、转向节和前轴Z间形成一定的相对安装位置，叫这轮定位，其主要参数有：前轮前束、前轮外倾、后轮外倾。(1)前轮前束图2・3前轮约束示意图前轮前束是指两轮后边缘距离A与前边缘距离RZ差。Toc-inToe-out图2-4前轮前束Toe角度（束角）