华南赛区光电组中南大学比亚迪牡羊座201技术报告.docVIP

第九届“飞思卡尔”杯全国大学生 智能汽车竞赛 技 术 报 告 学 校： 中南大学 队伍名称： 比亚迪牡羊座2014 参赛队员： 薛喜辉 李炜坤 卞栋磊 带队教师： 王 击 杨明安  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： 带队教师签名： 日 期：  目录 第一章 引言 1 1.1 背景介绍 1 1.2 整车设计思路 1 1.3 章节安排 2 第二章 机械结构设计 - 1 - 2.1总体思路 - 1 - 2.2前轮的调节 - 2 - 2.3底盘调节 - 2 - 2.4传感器的安装 - 2 - 2.5 舵机的安装 - 3 - 2.6 测速传感器的安装 - 4 - 2.7差速机构调整 - 4 - 2.8硬件电路板的安装 - 5 - 2.9本章小结 - 5 - 第三章 硬件电路设计 - 6 - 3.1 硬件设计总体方案 - 6 - 3.2 电源管理模块 - 7 - 3.3 主控制器电路 - 7 - 3.4 电机驱动电路 - 8 - 3.5 人机交互电路 - 9 - 3.6 本章小结 - 9 - 第四章 软件设计 - 10 - 4.1 总体设计 - 10 - 4.1.1 模块设计 - 10 - 4.1.2 总体流程 - 10 - 4.2 传感器排布的确定 - 11 - 4.3舵机控制 - 11 - 4.3.1舵机控制算法 - 11 - 4.3.2转向改进 - 12 - 4.4 速度控制 - 12 - 4.4.1电机控制 - 12 - 4.4.2速度给定策略 - 13 - 4.5 特殊情况处理 - 14 - 4.5.1 十字弯 - 14 - 4.5.2 坡道 - 14 - 4.5.3 起跑线 - 15 - 4.5.4 障碍 - 15 - 4.5.5 人字 - 15 - 4.6 本章小结 - 15 - 第五章 调试与开发软件 - 16 - 5.1 系统硬件调试 - 16 - 5.2 传感器调试 - 16 - 5.3 软件系统调试 - 17 - 5.4 本章小结 - 19 - 第六章 车模具体参数 - 20 - 第七章 总结与展望 - 21 - 7.1 总结 - 21 - 7.2 展望 - 21 - 参考文献 - 23 - 致谢 - 24 - 附录：程序代码 I 第一章 引言 1.1 背景介绍 全国大学生智能汽车竞赛是以智能汽车为竞赛平台的多学科专业交叉的创意性科技竞赛，是面向全国大学生的一种具有探索性的工程实践活动，该竞赛是在规定的模型汽车平台上，使用飞思卡尔半导体公司的8位、16位和32位微控制器作为核心控制模块，通过增加道路传感器、电机驱动电路以及编写相应软件，制作一个能够自主识别道路的模型汽车，按照规定路线行进，以完成时间最短者为优胜。[1] 全国大学生智能汽车竞赛已成功举办了八届，得到了高校师生的高度评价，已发展成全国30个省市自治区170余所高校广泛参与的全国大学生智能汽车竞赛。已被教育部批准列入国家教学质量与教学改革工程资助项目中9个科技人文竞赛之一。该竞赛激发大学生从事科学研究与探索的兴趣和潜能,倡导理论联系实际、求真务实的学风和团队协作的人文精神。[1] 1.2 整车设计思路 智能车竞赛要求设计一辆以组委会提供车模为主体的可以自主寻线的模型车，根据比赛规则和要求，本智能汽车采用光电组方案，采用组委会规定的TSL1401线阵CCD传感器作为路径检测采集模块，飞思卡尔16位微控制器MC9S12XS128作为控制核心，欧姆龙500线编码器作为速度采集模块，由微控制器采集并分析当前传感器模块传送过来的赛道信息计算出舵机打脚和电机速度等参数，从而使智能小车能在跑到上快速稳定的行驶。 图1-1 系统总框图 本智能车控制系统由路径检测传感器模块、SD卡模块、电机驱动模块、微控制器模块、拨码开关和按键等参数调节模块组成，系统总框图如图1-1所示。 1.3 章节安排 技术报告分七个章节：第一章节主要是对模型车设计制作的主要思路以及实现的技术方案概要说明，提出技术报告的行文框架。第二章介绍了赛车机械改造的总体思路，并详细说明了机械结构调整情况。第三章说明赛车系统的硬件设计实现。第四章说明方向控制和速度控制算法设计。