（全国大学生智能汽车竞赛技术报告）中国海洋大学666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学校：中国海洋大学队伍名称:666参赛队员：饶源曲艺带队教师：张玲黎明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”杯全国大学牛智能汽车竞赛关保留、使用技术报告和研究论文的规定，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：目录弓I言1第一苕方案设计21.1系统总体方案的设计21.2小结2

2、第二章赛车机械系统设计与实现32」重心高度调整32.2智能汽车前轮定位的调整32.2.1主销后倾角42.2.2主销内倾角42.2.3前轮约束42.3智能汽车部分结构安装及改造52.7小结5第三章智能汽车硬件电路设计73.1主控板设计73.1.1电源管理模块73.1.2电机驱动模块83.1.3接口模块103.4小结11第四章智能汽车控制软件设计124.1图像处理124.1.1图像采集124.1.2黑线提取124.2弯道的处理134.3对速度的闭环控制144.4小结14第五章开发工具、制作、安装、调试过程155.1开发工具155.2

3、调试过程15第六章模型车主要参数166.1智能汽车外形参数166.2智能汽车技术参数16结论17参考文献18附录19电路原理图19程序核心源代码22全国大学生"飞思卡尔〃杯智能汽车竞赛是以〃立足培养、重在参与、鼓励探索、追求卓越〃为宗旨，鼓励创新的一项科技竞赛活动。竞赛要求在规定的汽车模型平台上，使用飞思卡尔半导体公司的微控制器作为核心控制模块，通过增加道路传感器、电机驱动模块以及编写相应控制程序，制作完成一个能够自主识别道路的模型汽车。智能汽车竞赛的赛道路面为宽度不小于45cm的白色面板,赛道两侧边沿有宽为25mm的连续黑线作

4、为引导线。参赛队员的目标是模型汽车需要按照规则以最短时间完成单圈赛道。在本次比赛中，本组使用人赛组委会统一提供的竞赛车模，采用飞思卡尔32位微控制器MK60DN256ZVLL10作为核心控制单元，自主构思控制方案及系统设计，包括传感器信号采集处理、控制算法及执行、动力电机驱动、舵机控制等，最终实现一套能够自主识别路线，并且可以实时输出车体状态的智能车控制系统。第一章方案设计本章主要介绍智能汽车系统总体方案的选定和总体设计思路，在后面的章节中将整个系统分为机械结构、控制模块、控制算法等三部分对智能汽车控制系统进行深入的介绍和分析。

5、1.1系统总体方案的设计遵照木届竞赛规则规定，智能汽车系统采用飞思卡尔的32位微控制器MK60DN256ZVLL10单片机作为核心控制单元用于會能汽车系统的控制。摄像头采集赛道信息返回到单片机作为转向控制的依据。输出四路PWM波控制两个电机的转速，为了控制的准确性和快速性，我们使用双编码器作为速度传感器。编码器返回的信号可以形成闭环，使用增量式PID控制电机的转速。输出一路PWM控制舵机。1.2小结本章重点分析了智能汽车系统总体方案的选择，并介绍了系统的总体设计和总体结构，简要地分析了系统各模块的作用。在今后的章节中，将对整个系

6、统的各个模块进行详细介绍。第二章赛车机械系统设计与实现智能汽车各系统的控制都是在机械结构的基础上实现的，因此在设计整个软件架构和算法之前一定要对整个模型车的机械结构有一个全面清晰的认识，然后建立相应的数学模型，从而再针对具体的设计方案来调整赛车的机械结构,并在实际的调试过程屮不断的改进优化和提高结构的稳定性。本章将主要介绍智能汽模型车型车的机械结构和调整方案。2.1重心高度调整重心的高度是影响智能车稳定性的因素之一。当重心高度偏高时，智能车在转弯过程中由于离心力的作用会发生抬轮现象，严重吋其至翻车。因此，从小车稳定性出发，我们尽

7、量降低重心高度，从而保证小车可靠稳定。一、车底盘高度调整：合理的底盘刚度和底盘高度调节会提高智能车的加速性能。智能车的重心应该越低越好，降低地盘是实现重心下降的较为肓接的方式。应注意到底盘高度的调节是将狛能车的其他性能提高以后间接的帮助加速性能提高。但是由于赛道屮坡道的限制，底盘的高度在低于5mm时将会冲撞坡道，并不使地盘受到不必要的磨损和震荡，剧烈的冲击甚至会撞坏转向机构。因此地盘距离地面高度不能低于5mmo降低底盘的方式可以通过在前桥、后桥处增加垫片来实现二、车体构件高度调整：在智能车改装过程中，我们一直把重心作为考虑因素Z

8、—。使重量的分布尽量靠近底盘。此外更小体积的电路板可以恰好镶嵌在底盘其他构件的空隙之中。三、紧固螺丝：在智能车对于紧固程度要求不高的地方，如电路板固定螺丝，传感器定位螺丝等，采用尼龙材质的螺丝；在车底盘等高度较低的地方采用模型车原配螺丝；在安装外设的吋候，尽量釆