文档介绍：第七届全国大学生“飞思卡尔”杯
智能汽车竞赛
技术报告
学校:北京科技大学
队伍名称:北京科技大学光电队
参赛队员:齐鹏远
易筱
王洪阳
带队教师:张文明
杨珏
关于技术报告和研究论文使用授权的说明
本人完全了解第七届“飞思卡尔”杯全国大学生智能汽车邀请赛关于保留、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、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
目录 1
引言 1
第一章方案设计 3
3
3
小结 5
第二章智能汽车机械结构调整与优化 7
7
智能汽车前轮定位的调整 8
8
主销内倾角 9
10
智能汽车部分结构安装及改造 12
智能汽车转向机构调整优化 12
智能汽车差速机构调整 14
智能车后轮减速齿轮机构调整 15
轮胎的选用 16
重心高度的调整 16
其他机械结构的调整 17
小结 17
第三章智能汽车硬件电路设计 19
19
19
电机驱动模块 20
接口模块 24
26
光电传感器原理 26
激光传感器的设计 26
28
28
舵机的选用、测试和调试 28
键盘及数码管 30
小结 32
第四章智能汽车控制软件设计 33
34
34
光电传感器路径识别算法 37
38
38
41
对速度的闭环控制 42
44
44
第五章开发工具、制作、安装、调试过程 45
开发工具 45
调试过程 45
第六章模型车主要参数 47
智能汽车外形参数 47
智能汽车技术参数 47
结论 49
参考文献 51
附录 53
附录A智能汽车激光传感器模块设计 53
附录B 程序代码 63
致谢 77
引言
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MC9S12XS128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硬件系统。
在制作小车的过程中,我们对小车的整体构架进行了深入的研究,分别在机械机构、硬件和软件上都进行过更进,硬件上主要是考虑并实践各种传感器的布局,改进驱动电路,软件上先后进行了几次大改,小车的寻线方式从最先的线性拟合到现在位置加权,最终确定的适应性更强的优化的位置加权的方法。控制算法上,从PID到Bang-Bang,再到模糊PID都进行了一些研究。
在这份报告中,我们主要通过对整体方案、机械、硬件、算法等方面的介绍,详细阐述我队在此次智能汽车竞赛中的思想和创新。具体表现在电路的创新设计、算法以及辅助调试模块等方面的创新。我队成员涉及自动化、机械、计算机等专业,在准备比赛的过程中,队员查阅了大量的专业资料,反复地调试汽车模型的各项参数。所有队员都为此次智能汽车竞赛付出了艰苦的劳动。这份报告凝聚着北京科技大学智能汽车队全体队员的心血和智慧。