光电平衡组智能汽车竞赛技术报告参考.docVIP

第八届飞思卡尔杯 全国大学生智能汽车竞赛 技 术 报 告 摘要 本文以第八届全国大学生智能车竞赛为背景，介绍了两轮自平衡智能赛车控制系统的软硬件结构和开发流程。该比赛采用大赛组委会统一指定的D型车模，以Freescale半导体公司生产的32位单片机MK60DN512VLQ10 Kinetis AR-Cortex M4为核心控制器，在IAR 开发环境中进行软件开发，要求赛车在未知道路上沿着通线性CCD以最快的速度完成比赛。整个系统涉及车模机械结构调整、传感器电路设计及信号处理、控制算法和策略优化等多个方面。为了提高智能赛车的行驶速度和可靠性，对比了不同方案的优缺点，并结合我们只做的波形上位机来调试图像信息，最终确定了现有的系统结构和各项控制参数。车模使用飞思卡尔加速度传感器MMA7361以及村田公司ENC-03陀螺仪进行硬件滤波，获取车模直立姿态。通过二轮差速进行车模的转向。 关键词：Freescale，智能车，线性CCD，两轮子平衡 目录 第一章 引言 7 1.1 智能车研究背景 7 1.1.1 发展历史 7 1.1.2 智能车研究方向 7 1.1.3 智能车研究前景 8 1.2 飞思卡尔智能汽车比赛介绍 9 1.2.1 飞思卡尔智能汽车竞赛简介 9 1.2.2 比赛规则介绍 10 1.2.3 材料限制规定 10 1.2.4 有关赛场的规定 11 1.2.5 裁判及技术评判 11 1.2.6 分赛区、总决赛比赛规则 12 1.2.7 其他 14 第二章 车模整体设计方案 15 2.1 两轮自平衡智能车整体框架 15 2.2 赛道信息识别 15 第三章 车模机械设计 17 3.1 整体车照 17 3.2 车模连接处改造 17 3.3 车模编码器安装 18 3.4 陀螺仪与角度传感器安装位置 20 3.5 红外安装位置 20 3.6 车模整体硬件安装 21 第四章 车模硬件电路设计 21 4.1 主控芯片 21 4.2 电机驱动模块 22 4.3 陀螺仪与角度传感器： 24 4.4 升压电路 25 4.5 模型车主要技术参数说明 26 第五章 软件设计 26 5.1 软件流程 26 5.2 附录代码： 27 参考文献 46 ABSTRACT In the background of the 7th National Intelligent Car Contest for College Students, this article introduces the software and hardware structures and the development flow of the vehicle control system. This contest requires the model to finish the race as fast as possible while following the linear CCD imformation passes through. We adopted C-type car model provided by the organizing committee, used the 32-bit MK60DN512VLQ10 Kinetis AR-Cortex M4 produced by Freescale Semiconductor Company as the core controller, and developed under the CodeWarrior IDE. The whole system includes the aspects of the mechanism structure adjustment, the sensor circuit design and signal process, control algorithm and strategy optimization etc. In order to increase the speed and the reliability of the car, the advantage and disadvantage of the different schemes are compared, and testing with the wave software made by ourself to analyse the linear CCD imformation. At last, the current system structure and each control parameters are determined. It captures the road