电子科技大学成电掠影队技术报告

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1、第三届“飞思卡尔”杯全国大学生智能汽车邀请赛技术报告学校：电子科技大学队伍名称：成电掠影队参赛队员：赵裔陈国贞周立文带队教师：石玉37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三届“飞思卡尔”杯全国大学生智能汽车邀请赛关保留、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：37目录第三届“飞思卡尔”杯全国大学生智能汽车邀请赛I第一章

2、引言11.1概述11.2文本结构11.3文献综述21.3.1S12单片机开发资料21.3.2机械调整与改装21.3.3寻线控制方式21.3.4驾车技术21.3.5往届论文2第二章系统设计要求及方案论证52.1系统设计要求52.2系统设计方案62.2.1寻线方式62.2.2电机驱动以及刹车方式102.2.3车速检测模块112.2.4主控模块112.2.5蓝牙串口调试模块112.2.6电池及其相关模块：122.3系统最终方案13第三章智能车机械设计方案153.1重心转移理论：153.2舵机的改进163.3前轮倾角的调整173.4后轮差动轮的调整1

3、83.5后轮固定件的改良183.6轮胎防滑机械结构：193.7前轮减震弹簧改进：193.8悬挂臂的调整：193.9后轮轮距的调整193.10胎水的使用：193.11速度检测模块安装193.12传感器的安装203.13防侧滑理论：20373.14轮胎影响因素：21第四章控制电路设计说明234.1电源模块234.2电机驱动模块244.3速度检测模块244.4主控模块254.5无线蓝牙串口模块254.6电池电压检测以及放电模块264.7红外传感器发射接收电路27第五章控制软件设计说明295.1光电传感器的模拟化：295.2速度控制算法与弯道控制策略

4、：325.3舵机控制：345.4记忆算法：345.5起跑线的检测：375.6坡道的处理:37第六章开发工具及调试工具39第七章总结417．1主要技术参数说明417.2创新点与不足41鸣谢43参考文献：43附录A源程序代码I37第一章引言第一章引言1.1概述全国大学生智能汽车竞赛是教育部为了加强大学生实践、创新能力和团队精神的培养而设立的。该竞赛与己举办的全国数学建模、电子设计、机械设计、结构设计等4大专业竞赛不同，是以迅猛发展的汽车电子为背景，涵盖了控制、模式识别、传感技术、电子、电气、计算机、机械等多个学科交叉的科技创意性比赛。在本次比赛中

5、，本组使用大赛组委会统一提供的竞赛车模，采用飞思卡尔16位微控制器MC9S12DG128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、转向舵机控制等，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硬件系统。本文主要对车模整体设计思路，硬件与软件设计及车模的装配调试过程作简要的说明。由于全国大学生飞思卡尔智能车大赛已举办过两届，所以前两届的比赛模式成为了本次智能车竞赛的主要参考对象。车模竞赛的赛道是一个具有特定几何尺寸约束、磨擦系数及光学特性的白底面板，其中心贴有对可见光

6、及不可见光均有较强吸收特性的黑色条带，宽度为2.5cm。智能车通过实时对自身运动速度及方向等进行调整来“沿”赛道运动。运动策略的制定主要是依靠对传感器得到的道路及行驶信息进行采集、分析、决策、执行四个步骤来进行的。1.2文本结构本文采用先总后分的结构，对系统设计和调试的各部分进行了介绍，突出强调了系统机械结构、硬件电路和软件程序的统一。全文共由7个章节组成，第一章为引言，二至六章为主体部分，第七章为总结。首先，基于比赛规则和控制器性能，在第二章里引出了我们的总体方案，确定了系统的硬件框架。然后，第三章是我们对机械性能的一些探索和改进，同时对电

7、路板与传感器的安装进行了描述。第四章介绍了车模各模块的硬件电路实现。37第一章引言第五章里详细描述了系统设计中用到的各控制算法、黑线提取算法和车体控制算法。第六章介绍我们在设计过程中软硬件开发调试工具。最后，第七章对系统综合性能进行了评价，指出了创新点与不足之处。1.3文献综述由于该项比赛是多个学科交叉的科技创意性比赛，涉及的知识面较广，因此仅凭我们自己专业方面所学的知识是远远不够的。要很好地完成该智能车设计制作，还必须广泛查阅各方面的参考文献。以下就对我们在实际设计制作过程中所阅读的文献进行一下分类总结。1.3.1S12单片机开发资料对于f

8、reescale公司的单片机MC9SDG128我们以往从没有接触过，因此对于其系统结构以及内部资源都不是十分了解，通过仔细阅读freescale官方提供的S12单片