文档介绍：第七届“飞思卡尔”杯全国大学生
智能汽车竞赛
技术报告
学校: 安徽工业大学
队伍名称: D-I 队
参赛队员: 单伟
王亚飞
戴英花
带队教师: 武卫华章家岩
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: 单伟
王亚飞
戴英花
带队教师签名: 武卫华
章家岩
日期:
目录
第一章引言 1
智能车大赛简介 1
智能汽车制作情况概述 1
文献综述 2
本文主要结构 2
第二章系统总体设计 3
3
3
智能车软件系统总体设计 5
本章小结 5
第三章机械结构设计 6
6
6
主销内倾角调节 7
前轮前束角调节 7
舵机的安装 8
摄像头的安装 9
摄像头底座安装 9
摄像头支撑杆的选择 10
摄像头固定 10
PCB板的安装 11
整车效果图 11
本章小结 12
第四章硬件系统设计 13
单片机系统 13
电源管理模块 14
电机驱动电路 16
光电编码器模块 19
人机交互模块 20
本章小结 21
第五章软件系统设计 22
软件系统设计方案 22
23
25
图像滤波算法 27
起跑线检测算法 28
模型车控制算法 28
PID控制算法简介 28
电机控制算法 30
舵机控制算法 30
本章小结 31
第六章系统调试 32
CodeWarrior IDE 在线调试 33
串口调试工具 35
虚拟示波器 36
仿真平台 LABVIEW 36
38
第七章结论 39
模型车整体制作情况及技术参数 39
存在的问题及解决方案 40
心得体会 40
参考文献 I
附录 II
附录A:系统板原理图 Ⅱ
附录B:系统板PCB图 Ⅱ
附录C:源程序代码 Ⅲ
第一章引言
智能车大赛简介
教育部为了加强大学生实践、创新能力和团队精神的培养,在已经举办全国大学生数学建模、电子设计、机械设计、结构设计等四大竞赛的基础上,委托教育部高等学校自动化专业教学指导委员会举办每年一度的全国大学生智能汽车竞赛。
该赛事与教育部已经举办的四大竞赛一样,都是为了提高大学生的动手能力和创新能力而举办的,具有重大的现实意义。与其他大赛不同的是,这个大赛的综合性很强,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、电子、电气、计算机和机械等多个学科交叉的科技创意性比赛,这对进一步培养本科生获取知识、应用知识的能力及创新意识,培养硕士生从事科学、技术研究能力,培养博士生知识、技术创新能力具有重要意义。
智能汽车制作情况概述
根据竞赛规则及功能要求,本智能车以飞思卡尔公司的16位单片机MC9S12XS128为核心控制器,以CMOS视频传感器OV7620为核心传感器,在组委会提供统一车模平台上,构建完整智能小车系统。小车通过摄像头采集道路图像信息送入单片机,在单片机中对输入的原始图像信息进行处理,提取出赛道的特征信息,据此选择最优行进路线并进行速度的控制。整个系统设计包括车体机械结构设计和软/硬件系统设计。车体机械结构设计主要包括前后轮的调节、图像传感器、舵机以及编码器的安装等;硬件电路设计部分主要包括:1) 用LM2940和LM7806作为核心芯片的稳压电路,可为系统的各功能模块提供了稳定、可靠的工作电源,为智能车的稳定工作提供了有力的保证;2) 采用数字摄像头OV7620对赛道进行检测,通过边缘提取算法获得黑线位置。3) 速度传感器采用的是编码器,构成的测速部分,用以完成对速度的实时测量和反馈控制;4) 用BTS7970搭建的电机驱动电路,驱动电机稳定快速的运行;软件系统设计完成了各功能模块的算法及程序设计,包括图像采集及滤波算法设计、提取黑线及黑线中心求解算法设计以及舵机和电机的PID算法设计。本