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东北大学龙腾队技术报告V3.pdf
第四届“飞思卡尔”杯全国大学生
智能汽车竞赛
技 术 报 告
学 校: 东北大学
队伍名称: 龙腾一队
参赛队员:孟祥飞、刘洪磊、罗 凯
带队教师: 陈述平、张云洲
关于技术报告和研究论文使用授权的说明
本人完全了解第四届“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:
II
目 录
引言1
第1章 智能车硬件电路设计2
1.1 系统总体硬件结构 2
1.2 单片机处理系统的设计 2
1.3 系统供电设计 4
1.4 串口模块 4
1.5 测速模块 5
第2章 机械结构的调整优化7
2.1 底盘的调整 7
2.2 前轮定位的调整 7
2.3 后轮距及后轮差速的调整 8
2.4 优化舵机响应 - 8 -
第3章 智能车红外检测系统的设计与实现9
3.1 红外传感器原理综述 9
3.2 基于直流发射的红外检测 10
3.3 方案实际效果 11
第4章 PID控制算法在智能小车中的应用 13
4.1 PID控制简介 13
4.1.1 PID控制的组成13
4.1.2 PID控制器的参数整定15
4.2 增量型PID 控制算法 15
4.2.1 增量型PID简介15
4.2.2 增量型PID算法16
4.2.3 增量型PID应用的程序编程17
第5章 智能车的软件编程18
5.1 采集数据处理流程 18
5.2 赛道信息提取 19
5.3 赛道特征识别 21
5.4 舵机转向和电机速度的控制 23
第6章 智能车调试平台24
6.1 功能设置 24
6.1.1 整体操作功能24
6.1.2 传感器状态显示 25
6.1.3 曲线显示26
6.1.4 舵机状态显示27
6.2 通信协议 27
第 7 章 总结 29
7.1 智能汽车技术指标 29
7.2 设计中存在的问题 29
7.3 总结 29
参考文献29
附件1:研究论文 32
附件2:程序代码 38
3
引言
智能车竞赛从 2006 年开始举办第一届以来就得到各学校得大力支持,参加
学校数量逐年增加,各学校参与队伍积极性稳步提高。经过前三年比赛的积累,
各学校技术水平有了显著提高,竞争更加激烈。但比赛赛车寻迹技术方案,赛
道检测方式依然分为红外激光发射/接受管检测方式和 CCD/CMOS 摄像头检测
方式两类。虽然采用摄像头方案的成绩普遍比采用红外传感器方案的好,但红
外激光传感器方案正疾步追赶,两者差距日趋减小。如今第四届飞思卡尔智能
车全国大赛即将在北京科技大学举行,盛况空前,精彩赛事即将
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