文档介绍：第六届“飞思卡尔”杯全国大学生
智能汽车竞赛
技术报告
学校:山东师范大学
队伍名称:山东师大光电队
参赛队员:卢孜筱
江山
王延亮
带队教师:卢洪武
关于技术报告和研究论文使用授权的说明
本人完全了解第六届“飞思卡尔”杯全国大学生智能汽车竞赛关于保留、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、赛道资料,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:2011年7月16日
摘要
本文介绍了山东师范大学光电队队员们在准备第六届Freescale智能车大赛过程中的工作成果。智能车的硬件平台采用带MC9S12XS128处理器的S12环境,软件平台为CodeWarrior IDE ,车模采用大赛组委会统一提供的型车模。文中介绍了智能小车控制系统的软硬件结构和开发流程。为了提高小车特性,我们对系统进行了创造性的优化:其一,对转向系统进行了标定。其二,硬件上采用激光传感器的方案,软件上将PID 算法、弯道预判、模糊算法。其三,独立设计了控制电路板,用旋转编码器作为速度传感器,大大提高了检测精度,实现了速度闭环控制。其四,充分利用S12 单片机现有模块进行编程,同时拨码开关、状态指示灯等方便了算法调试。
关键字:智能车,激光管,PID控制
目录
第一章引言 1
赛事介绍 1
第二章智能车总体技术概要 3
第三章赛车机械结构的调整 5
上下排舵机的安装调整 5
前轮参数调整 6
测速模块安装 8
PCB的整体安装 9
其它机械调整 11
第四章硬件电路设计 13
电源模块设计 13
S12最小系统 14
电机驱动模块 14
路线识别电路设计 16
串行通讯接口电路 17
速度检测模块 18
人机界面模块 18
第五章软件设计 21
程序流程 21
工作原理 21
. PID控制 23
PID 23
PID参数的整定 23
控制策略 25
软件开发工具 26
第六章模型车的主要技术参数说明 29
模型车技术参数统计 29
第七章结论 31
设计特点 31
系统存在的问题 31
改进方向 31
参考文献 33
附录A 模型车控制主程序代码 VI
附录B 基于双舵机传感器的智能车控制策略的实现 VI
第一章引言
赛事介绍
全国大学生智能汽车竞赛是在统一汽车模型平台上,使用飞思卡尔半导体公司的8位、16位微控制器作为核心控制模块,通过增加道路传感器、设计电机驱动电路、编写相应软件以及装配模型车,制作一个能够自主识别道路的模型汽车,按照规定路线行进,以所需时间最短者为优胜。该竞赛是涵盖了控制、模式识别、传感技术、电子、电气、计算机、机械及车辆工程等多个学科的科技创意性比赛。
在比赛中,参赛选手须使用大赛组委会统一提供的竞赛车模,推荐采用飞思卡尔16控制器MC9S12XS128作为核心控制单元,自主构思控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,完成智能车工程制作及调试,于指定日期与地点参加场地比赛。参赛队伍之名次(成绩)由赛车现场成功完成赛道比赛时间为主,技术方案及制作工程质量评分为辅来决定,车模改装完毕后,尺寸不能超过:250mm 宽和400mm长,高度无限制,跑道表面为白色,中心有连续黑线作为引导线,黑线宽25mm,并且跑道有坡道。
方案介绍
在方案设计的过程中,我们参阅了很多兄弟院校的往届大赛技术报告,特别是清华大学、北京科技大学,北京理工大学。在国内,他们对智能车研究起步的比较早,例如清华大学首创记忆算法、北京科技大学创先使用激光管。对于LED组来说,提高小车的速度和稳定性,核心问题是如何更早且更准确的提取到赛道信息,并作出相应的动作和判断。所以我们采取的策略是激光传感器加人工调参,共同实现我们的目标。这样大大提高赛车的前瞻性,使赛车的稳定性提高,从而提高总体速度。
技术报告内容安排
本技术报告的正文分为四个部分。第一部分是对整个系统实现方法的一个概要说明,主要内容是对整个技术方案的概述;第二部分是对系统机械结构的说明,主要介绍系PCB板的固定和安装、前轮参数调整和舵机的升高等;第三部分是对硬件电路设计的说明,主要介绍系统传感器的设计及其他硬件电路的设计原理、创新点和实现过程等;第四部分是对系统软件设计部分