重庆邮电大学--704神话队技术报告.docVIP

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： 重庆邮电大学 队伍名称： 704神话 参赛队员： 刁建 李永 唐俊 带队教师： 郭鹏 仇国庆 时 间： 2012年8月 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： 李永 刁建 唐俊 带队教师签名： 郭鹏 仇国庆 日 期：2010年8月 摘要 本文介绍了重庆邮电大学704神话队队员在参加第七届飞思卡尔智能车竞赛时的成果，该智能车采用的硬件平台为带MC9S12XS128处理器的S12环境，软件平台为CodeWarrior IDE开发环境，车模采用大赛组委会统一提供的C型仿真车模。 本文主要介绍了智能小车控制系统的机械结构、软硬件结构及设计开发过程。整个系统涉及车模机械结构、传感器电路设计及信号处理、控制算法和策略的优化等多个方面。车模以MC9S12X128单片机为控制核心，以安装在车体上的陀螺仪和加速度计传感器模块为角度传感器，采用工字电感作为循迹传感器，以旋转光电编码器检测速度信息。车模系统的简单工作原理是MC9S12XS128单片机采集角度传感器模块读回来的角度和角加速度，同时采集两个轮子的速度。并借此维持车模的直立。然后，通过AD采样读回工字电感的感应电压，结合转弯控制策略，控制小车的转弯与前行。最终通过参数整定，得出最佳的小车行进参数。 关键字： 智能车 电磁循迹 直立控制 PD控制 AD采样 目录 第一章 引言 1 1.1背景概述 1 1.2 车辆设计概述 2 1.3车辆控制概述 3 第二章 机械设计与修改 4 2.1 前轮及相关部分的拆除 4 2.2 电池的固定 5 2.3 编码器的安放 5 2.4 传感器支架 6 第三章 硬件设计 7 3.1 硬件电路整体架构设计 7 3.2 单片机最小系统 7 3.3 电源电路设计 8 3.4 循迹传感器设计 8 3.5 信号放大电路设计 9 3.6 驱动电路设计 10 3.7 角度传感器电路设计 10 3.8系统主板电路设计 14 3.9小结 15 第四章 软件系统设计 16 4.1 软件控制的总体思路 16 4.2 主程序结构 16 4.3程序的运行 17 4.4 直立子程序设计 17 4.5 速度控制子程序设计 17 4.6循迹子程序设计 18 4.7小结 18 第五章 开发工具、制作、安装、调试过程说明 19 5.1 Codewarrior IDE的安装与使用 19 5.2 工程的创建 19 5.3 程序源代码的编辑、编译与连接 22 5.4 BDM调试 22 5.5 现场调试助手 23 5.6 调试中遇到的问题及解决过程 24 第六章 车模技术参数说明 25 6.1 车模主要技术参数 25 6.2 设计过程中用到的主要软件工具 25 第七章 总结 26 致谢 27 参考文献 28 附录A 源程序代码 I 附录B 电路设计图 XIII 引言 1.1背景概述 “飞思卡尔杯”智能车大赛起源于韩国，是韩国汉阳大学汽车控制实验室在飞思卡尔半导体公司资助下举办的以HCSl2单片机为核心的大学生课外科技竞赛。组委会提供一个标准的汽车模型、直流电机和可充电式电池，参赛队伍要制作一个能够自主识别路径的智能车，在专门设计的跑道上自动识别道路行驶，谁最快跑完全程而没有冲出跑道并且技术报告评分较高，谁就是获胜者。其设计内容涵盖了控制、模式识别、传感技术、汽车电子、电气、计算机、机械、能源等多个学科的知识，对学生的知识融合和实践动手能力的培养，具有良好的推动作用。 飞思卡尔杯全国大学生智能车竞赛以立足培养，重在参与，鼓励探索追求卓越为指导思想，涵盖了机械、模式识别、电子、电气、传感技术、计算机、自动化控制、汽车理论等多方面知识，从一定程度上反映了当代大学生综合运用所学知识和探索创新的精神。同时该赛事是教育部高等教育司委托(教高司函[2005]201号文），由教育部高等自动化专业教学指导分委员会（以下简称自动化分教指委）主办的全国性、多学科交叉、趣味性、创新性赛事，旨在加强大学生实践与团队合作精神，促进高等教育改革。竞赛规