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第五届“飞思卡尔”杯 全国大学生智能汽车竞赛 技术报告 学 校：黄山学院 队伍名称：小白兔 参赛队员：程 辉 孙耀龙 章 俊 指导教师：占林松 聂 勇 关于技术报告和研究论文使用授权的说明 本人完全了解第五届“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、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： 2010-8-9  目 录 第一章 引言 4 第二章 智能车机械安装 5 2.1设计要求 …………………… …………………………………………………………5 2.2总体设计……………………………………………………………………...5 2.3路径检测模块 5 2.4 舵机的安装 6 2.5 测速传感器的安装 7 2.6 底盘高度调整 8 第三章 硬件电路设计 9 3.1 电源电路模块 9 3.2 传感器模块 9 3.3 电机驱动模块 10 第四章 软件设计 11 4.1 转角控制 11 4.2 速度控制 11 4.3 通用程序模块 13 第五章 智能车技术参数 ..16 第六章 总结 17 参考文献 17 附录 18 第一章 引 言 飞思卡尔智能汽车竞赛是一项涉及自动控制、模式识别、传感技术、电子、电气、计算机、机械等多学科，综合性、科技创意性很强的比赛。经过几个月的努力，我们使用竞赛秘书处统一指定的竞赛车模套件，采用飞思卡尔半导体公司的16位微控制器MC9S12XS128单片机作为核心控制单元，自主构思控制方案进行系统设计，完成了智能车的制作和调试。 飞思卡尔智能车比赛的赛道，由白色KT 板及其中心的黑色引导线组成，KT 板厚度大约在1厘米左右。对赛道信息捕获效果的好坏，直接决定着智能车的性能控制及速度。因此路径识别模块是智能车系统的关键模块之一，本届竞赛允许使用的传感器种类有光电传感器、CCD传感器和电磁传感器。使用CCD传感器能够获取全面的赛道（路径）图像信息，包括较远距离的路径信息和复杂路面信息的预测，并且抗干扰能力强；光电传感器受使用数量、车模重量以及稳定性的限制，获得的赛道信息十分有限，前瞻距离不足；电磁传感器为今年首次使用，单信号抗干扰能力强，但前瞻距离较近。 本技术报告以智能小车的设计为主线，包括小车的构架设计，软、硬件设计，控制算法研究等：第一章为引言，第二章介绍智能车机械设计与安装，第三章介绍智能车的硬件电路设计，第四章为智能车软件设计，第五章为智能车技术参数说明，第六章为总结。 第二章 智能车机械安装 2.1 设计要求 本次竞赛要求所设计的小车具有自动寻迹功能，能在指定跑道上高速，稳定地运行。跑道背景色为白色，跑道中央的一条黑线为小车行进的引导线，要求所设计的小车能够沿着黑线的正常地快速行驶。 2.2 总体设计 我们设计的智能小车系统由以下三大模块组成： （1）信息采集模块：即路径识别模块，模块中包括速度信息采集和位置信息采集两个子模块。分别采集小车当前的位置信息和速度信息，并将采集到的信息传给MCU。信息采集模块的核心部分是传感器。 （2）信息处理模块：包括信息处理和控制模块，核心是MCU，MCU接收采集的信号，对信号进行处理后作出判断，并发出控制命令。 （3）执行模块：包括驱动电路、电机和舵机。在接收到MCU的命令后执行相应的操作，同时信息采集模块实时采集电机和舵机（运行系统）的状态信息并反馈给MCU。由此构成一个闭环的运行系统，系统在运行中，通过自动调节达到稳定行驶的目的。 2.3 路径识别模块 路径识别模块是智能车系统的关键模块之一。路径识别方案的好坏直接关系到智能车性能的优劣。传感器的布局常见的有以下几种方案： 方案一：一字形布局。反射式光电传感器在小车前方一字形简单排布。在一字形中传感器的间隔有均匀布局和非均匀布局两种方式，非均匀布局这种方案信息检测相对连贯，准确，使控制程序算法简单，小车运行连贯，稳定。均匀布局不利于弯道信息的准确采集，但设计简单，调试方便。 方案二：M形布局。传感器呈M形排布。这种方案的优点在