杭州电子科技大学信息工程学院_Thriller队(光电组)_技术报告2009
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第四届全国大学生“飞思卡尔”杯智能汽车竞赛摄像头智能车技术报告学校:成都信息工程学院队伍名称:intelligent队参赛队员:陈刘段钧张胜齐指导教师:王国江邓昌建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全国大学生“飞思卡尔”杯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:陈刘段钧张胜齐带队教师签名:王国江邓昌建日期:2009-8-10第一章引言 (1)1.1背景介绍 (1)1.2文献综述 (1)1.3论文结构 (1)第二章总体设计方案 (2)2.1道路识别方案 (2)第三章硬件电路 (3)3.1电源模块 (3)3.2驱动电路 (4)3.3测速芯片 (5)3.4 HC9S12XS128MAA电路 (6)第四章底层硬件接口 (8)4.1 Maa概述 (8)4.2 速度控制 (8)4.3 舵机控制 (8)第五章图像处理 (10)5.1图像处理 (10)5.2 二值化 (10)5.3 提取中心点 (11)第六章速度闭环控制 (13)6.1 速度闭环控制方法 (13)6.2 速度控制算法 (13)第七章系统调试 (14)7.1 调试软件 (14)第八章车模改装 (17)8.1轮距的调整 (17)8.2车模重心调整 (17)8.3 改装后车模各种参数 (17)第九章总结 (19)参考文献 (21)第一章引言1.1背景介绍全国大学生智能汽车比赛是经全国高等教育司研究,委托高等学校自动化专业教学指导分委会主办的,旨在培养创新精神、协作精神,提高工程实践能力的科技活动。
比赛要求在组委会提供统一智能车竞赛车模、单片机HCS12开发板、开发软件Code Warrior和在线调试工具的基础上制作一个能够自主识别路线的智能车,它将在专门设计的跑道上自动识别道路行驶。
专家论坛Expe rt Fo ru m量子点超辐射发光管研究进展吕雪芹,王佐才,金 鹏,王占国(中国科学院半导体研究所半导体材料科学重点实验室,北京 100083)摘要:简要回顾了超辐射发光管(SLD)的发展历史、量子点SLD的提出及优点,介绍了SLD 的工作原理、器件结构及表征参数,详细分析了近年来国内外各研究小组在提高量子点SLD 性能方面的研究进展。
基于自组织量子点的尺寸非均匀分布特征、优化的有源区结构设计以及高的光学质量,量子点SLD目前的研究水平已远远超过量子阱SLD。
例如,量子点SLD的输出光谱宽度可达到150nm以上,输出功率可达到百mW量级。
简要介绍了SLD在光纤陀螺仪、光学相干断层成像术、光纤通信、宽带外腔可调谐激光器等方面的应用,讨论了量子点SLD研制中存在的问题、解决方法和发展趋势。
量子点SLD在展宽光谱和提高输出功率上展示了巨大的潜力,它的成功有力地推动了其他宽增益谱器件的研制。
关键词:超辐射发光管;自组织量子点;尺寸非均匀性;宽光谱;大功率中图分类号:O472 3;TN304 054;TN383 1 文献标识码:A文章编号:1671-4776(2009)08-0449-08Research Progress ofQuantu m Dot Superlu m i nesce nt DiodesL Xueqi n,W ang Zuoca,i Ji n Peng,W ang Zhanguo(K e y Laboratory of Se m iconductor M ater i als Science,Institute of Se m iconduct or s,Chinese A cade my of Sciences,B eij i ng100083,China)Abst ract:The h istory o f superlum i n escent d i o des(SLDs)and t h e proposal and m erits of quantum do t (QD)SLDs are rev i e w ed briefl y.And then the operation princ i p le,dev ice str ucture and characterization para m eters of SLDs are described.The recent research advances i n QD SLDs are summ arized i n deta i.l Based on the inho m ogeneous size distribution of se lf asse m bled QDs,opti m ized struct u re design of acti v e region and h i g h optical qua lity o fQD m ateria,l no w the perfor m ance of QD SLDs is better than t h at o f quantum w e ll SLDs.For exa m ple,the output spectra lw i d th of QD SLD can reach up to150nm.The output po w er i n the order o f hundred m illi w atts can be realized.The applications o f SLDs,i n the aspects of fi b er optic gyroscope,optical coherence to m ography,optica l co mm unications and broadband externa l cav ity tunable laser,are i n troduced.The key prob le m s for i m prov ing the properti e s o fQD SLDs,f u ture trends and prospects are discussed.QD SLDs sho w i m m ense potential i n broaden i n g the spectr um andi m pr ov i n g t h e output po w er.The success o fQD SLDs effectively pro m otes the fabricati o n o f related devices w it h w ide ga i n spectr um character i s tic.收稿日期:2009-04-16基金项目:国家重点基础研究发展计划(2006CB604904);国家自然科学基金(60876086,60776037)通信作者:王占国,E ma i:l z gw ang@red.s e m.i Key w ords:superl u m i n escent d i o de;se lf asse m b led quantum do;t size i n ho m ogeneity;broadband spec tru m;h i g h po w erDO I:10.3969/.j issn.1671-4776.2009.08.001 EEACC:2530C;42600 引 言1971年L N Kur batov等人[1]首次研制出Ga As pn结超辐射发光管(SLD或superl u m inescent li g ht e m itting d i o de,SLED),由此拉开了SLD的研究序幕。
杭州电子科技大学信息工程学院2018届校优秀毕业生公示根据浙浙教办函〔2018〕5号《浙江省教育厅办公室关于对2018届浙江省普通高等学校优秀毕业生进行确认的通知》和杭州电子科技大学信息工程学院关于评选2018届省级校级优秀毕业生的通知,各院系评选出2018届“杭州电子科技大学信息工程学院优秀毕业生”(以下简称“校优”)247名,现将名单公示如下:序号专业姓名性别1计算机科学与技术陈宁男2计算机科学与技术傅家琛男3计算机科学与技术宋浩辉男4计算机科学与技术蒲佳杰男5计算机科学与技术陈凌佳男6计算机科学与技术陈鹏男7计算机科学与技术张晗男8软件工程吴莹女9软件工程王晰男10软件工程黄帮景男11软件工程何三益男12软件工程袁亚倩女13软件工程李锋男14软件工程陈勇男15软件工程胡玲玉女16软件工程赵一奇男17软件工程胡思伟男18软件工程支晨洁女19软件工程傅威男20软件工程郑豪杰男21软件工程黄宏业男22软件工程余昊伦男23软件工程刘凯平男24软件工程徐颖颖女25软件工程洪佳辉男26软件工程吴飞跃男27网络工程胡依琳女28网络工程颜棋诚男29机械设计制造及其自动化朱正男30机械设计制造及其自动化蒋曹琪男31机械设计制造及其自动化叶文伟男32机械设计制造及其自动化谢恺洋男33机械设计制造及其自动化冯如杰男34机械设计制造及其自动化郑瑞伦男35机械设计制造及其自动化戴儒弢男36机械设计制造及其自动化谢耿男37机械设计制造及其自动化胡灵煊男38机械设计制造及其自动化陈正大男39机械设计制造及其自动化陈梯男40机械设计制造及其自动化朱文晋男41机械设计制造及其自动化吕杨男42通信工程邵昶游女43通信工程刘菲女44通信工程李冠卓女45通信工程薛振睿男46通信工程王颖女47通信工程叶丹女48通信工程陆家豪男49通信工程张颖欣女50通信工程王文风女51通信工程童晓涵男52通信工程胡惠杰男53通信工程缪慧敏女54信息工程郑朝阳男55信息工程张芳芳女56信息工程汤夏莹女57产品设计方桦女58产品设计周蕉徕女59产品设计高宇飞女60产品设计郑琦琪女61产品设计任海琳女62产品设计蔡璐瑶女63产品设计王卿依女64工业设计徐佳祎女65工业设计李昌刚男66工业设计寿佳盈女67工业设计俞丽镁女68电子商务曾振男69电子商务陈加豪男70电子商务朱凌女71电子商务徐丹平男72电子商务李丹琪女73电子商务杨玉莹女74电子商务庞禹铖男75电子商务周丹丹女76电子商务(专升本)陈诚男77电子商务(专升本)吕明莲女78电子商务(专升本)吴英武男79电子商务(专升本)徐佳璐女80电子商务(专升本)戚佳佳女81电子商务(专升本)王玲玲女82电子商务(专升本)蒋斌女83电子商务(专升本)邬芳芳女84物流管理余晶雄女85物流管理金晨燕女86物流管理张婉莹女87物流管理金灵兰女88物流管理龚海青女89物流管理刘依伦女90物流管理金璋璋女91信息管理与信息系统毛晨钰女92信息管理与信息系统陈慧超男93信息管理与信息系统程成男94信息管理与信息系统孙佳铖男95工商管理王佳慧女96工商管理朱琪映女97工商管理潘燕女98工商管理施雪妮女99工商管理郦凯馨女100工商管理王雅倩女101工商管理彭诗媛女102工商管理雷利斌男103市场营销张煜女104市场营销陈小青女105市场营销吴莎莎女106市场营销潘蕾女107市场营销潘婷女108市场营销石罗晓女109人力资源管理薛妍女110人力资源管理洪兰瑜女111人力资源管理洪温舒女112人力资源管理徐羚女113人力资源管理梁诗怡女114人力资源管理吴巧雅女115人力资源管理叶灵静女116电气工程及其自动化韩铠宇男117电气工程及其自动化戴怡君女118电气工程及其自动化吴欣桐女119电气工程及其自动化王恩亮男120电气工程及其自动化张垟锋男121电气工程及其自动化王君男122电气工程及其自动化柯操男123电气工程及其自动化谢尚乐男124电气工程及其自动化倪佳明男125电气工程及其自动化潘阳东男126电气工程及其自动化陶丁兴男127电气工程及其自动化夏宏伟男128自动化胡航男129自动化张高达男130自动化翁浩程男131自动化陆银银女132自动化章琦峰男133自动化王璐男134自动化曲鸿志男135英语许静女136英语徐春娜女137英语朱金丽女138英语蒋诗佳女139英语张冰芬女140英语吕佶康男141会计学周慧婧女142会计学王佳莹女143会计学邵雨笛女144会计学施玉洁女145会计学赖笑颖女146会计学林丹琦女147会计学舒沁女148会计学纪妲平女149会计学屠倩钰女150会计学范静雯女151会计学陈峥女152会计学孙璨瑶女153会计学钟芳艺女154会计学胡杨阳女155会计学钱颖娜女156会计学朱佩赟女157会计学汪川琳女158会计学樊斌强男159会计学余香瑛女160会计学励宋钦女161会计学王静女162会计学张驰女163会计学陈莎菲女164会计学周雅萍女165会计学ACCA华雨欣女166会计学ACCA姚珍琦女167会计学ACCA李萌女168会计学ACCA朱钇儒女169会计学ACCA杨榆桃女170会计学ACCA方培佳女171会计学ACCA喻姜雯女172会计学(专升本)季安娜女173会计学(专升本)倪晓璐女174会计学(专升本)俞璐女175会计学(专升本)蔡晨晓女176会计学(专升本)方媛女177会计学(专升本)何锦秀女178会计学(专升本)卢蔓菲女179会计学(专升本)林铃女180会计学(专升本)张奕女181财务管理王佳钰女182财务管理傅晶璎女183财务管理徐佳培女184财务管理唐闰琪女185财务管理张婷女186财务管理曾恩慧女187财务管理王蕾女188财务管理卞孟曌女189财务管理季丹霞女190财务管理金巧萍女191财务管理陈文媛女192财务管理钱莹女193财务管理杨晨晨女194财务管理王家雯女195财务管理方敏慧女196财务管理郑佳婷女197财务管理黄彧女198财务管理金雪芳女199财务管理沈雯奕女200财务管理蒋思莹女201财务管理钟晓悦女202财务管理韩雪颖女203财务管理杨雪纯女204电子信息工程张文龙男205电子信息工程陈顾烨涛男206电子信息工程张晓崇男207电子信息工程魏泽丰男208电子信息工程章孙毅男209电子信息工程范林博男210电子信息工程朱振宁男211电子信息工程唐杭燕女212电子信息工程黄子璇男213电子信息工程胡一凡男214电子信息工程祝晓斌男215电子信息工程赵静雅女216电子信息工程王策男217金融学章喆君女218金融学许山山女219金融学褚琳怡女220金融学瞿艳都女221金融学戴金花女222金融学劳煜莹女223金融学俞婉君女224金融学孔一情女225金融学杜梦佳女226金融学戴雨欣女227金融学李琰女228金融学邬焱籽女229金融学楼舒婷女230金融学陈亦萱女231国际经济与贸易王媛女232国际经济与贸易朱慧明女233国际经济与贸易陈鹏羽女234国际经济与贸易刘倩女235国际经济与贸易黄莹盈女236国际经济与贸易杨芯仪女237国际经济与贸易夏鹏男238国际经济与贸易潘凯芸女239国际经济与贸易纪佳朋男240电子信息科学与技术庞恩泽男241电子信息科学与技术沈舒婷女242电子信息科学与技术李湾湾女243电子信息科学与技术张思雨女244电子信息科学与技术肖双江男245电子信息科学与技术宗晶晶女246电子信息科学与技术俞宸男247电子信息科学与技术朱伟丰男公示期为2018年3月15日—3月22日,凡有异议者,请及时向校招生就业部反映,联系人:蔡老师,联系电话:86878675。
第六届“飞思卡尔”杯全国大学生智能汽车竞赛技术报告学校:杭州电子科技大学信息工程学院队伍名称:杭电信工 1 队参赛队员:梁利锋何少华陈巍带队教师:尹克曾毓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六届“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:梁利锋何少华陈巍带队教师签名:尹克曾毓日期:2011.8.11目录关于技术报告和研究论文使用授权的说明 (II)摘要 ................................................................................................................................................ I V 第一章引言. (1)第二章机械结构部分 (2)2.1 舵机的固定与安装 (2)2.2 前轮的调整 (3)2.3 差速的调整 (4)2.4 整车重心的调整(静止状态) (4)2.5 半米的前瞻机械系统 (5)第三章传感器的选择和布局 (6)3.1 传感器的选择 (6)3.2 电磁感应线圈在磁场中的特性 (7)3.3 传感器布局 (9)第四章硬件电路模块 (11)4.1 控制器模块 (12)4.2 路径识别模块 (13)4.3 电源模块 (15)4.4 测速模块 (16)4.5 电机驱动模块 (16)4.6 起跑线检测模块 (17)4.7 LCD液晶显示与键盘模块 (18)4.8 单片机控制模块 (18)第五章智能车软件设计 (20)5.1 控制总流程 (20)5.2 导线位置提取 (20)5.3 系统控制算法 (21)第六章开发与调试 (23)第七章智能车技术参数说明 (24)第八章鸣谢 (25)第九章总结 (I)附录A 电路原理图 (II)附录B 核心算法子程序 (VI)摘要本智能小车以飞思卡尔16 位微控制MC9S12XS128 作为唯一的核心控制单元,采用电感线圈和干簧管获取道路信息,通过设计简单的PID 速度控制器和简单的PID 方向控制器实时调整小车的速度与转角。
电子科技大学电子工程学院标准实验报告(二)课程名称:电子雷达对抗实验姓名:张基恒学号:2011029180014指导教师:廖红舒、张花国电子科技大学教务处制表一、实验室名称:信息对抗系统专业实验室二、实验项目名称:典型模拟、数字通信信号调制识别三、实验学时:3学时实验原理:AM、FM模拟通信信号具有不同的包络特征、瞬时频率特征,BPSK、QPSK、FSK、MSK数字通信信号具有不同的频谱特征,如BPSK平方和四次方后的傅立叶变换出现单根离散谱线,QPSK四次方后才有单根离散谱线,而FSK的功率谱有两根离散谱线。
因此针对这些信号特征,可通过设置特征门限区分不同通信信号,达到信号调制识别目的。
因此可让学生通过实际上机Matlab编程实验,对上述通信信号的特征进行仿真验证,加深理解不同通信信号的调制识别方法。
五、实验目的:利用MATLAB软件编程提取通信信号的包络特征、瞬时频率特征和频谱特征,同时使用简单的分类方法进行调制信号的识别。
让学生通过实际上机实验,加深理解不同通信信号的特点。
六、实验内容:1.模拟信号(1) 包络特征把上次实验产生的AM、FM信号分别求取它们的复包络即幅度值(取abs),画包络图。
并利用HIST函数统计它们的分布情况。
取100点做统计,hist(q,100),q代表复包络q=abs(y)。
比较这两种信号的包络特征。
(2) 瞬时频率特征把上次实验产生的AM、FM信号分别求取它们的相位值,(取ANGLE,然后去缠绕UNWRAP),然后取差分,画出瞬时频率图。
并利用HIST函数统计它们的分布情况。
取100点做统计,hist(q,100),q代表瞬时频率,q=diff (unwrap(angle(y)))。
比较这两种信号的瞬时频率特征。
2.数字信号频谱特征把上次实验产生的BPSK和QPSK信号分别求取它们的功率谱、二次方谱和四次方谱,观察它们之间的差异。
七、实验器材(设备、元器件):计算机、Matlab计算机仿真软件八、实验步骤:1、学习MATLAB软件的使用,并学习hist、unwrap、angle等Matlab软件函数的使用;2、在编写的信号源基础上,根据实验内容提取信号特征并进行调制识别。
杭州电子科技大学信息工程学院毕业论文外文文献翻译要求根据《普通高等学校本科毕业设计(论文)指导》的内容,特对外文文献翻译提出以下要求:一、翻译的外文文献可以是一篇,也可以是两篇,但总字符要求不少于1.5万(或翻译成中文后至少在3000字以上)。
二、翻译的外文文献应主要选自学术期刊、学术会议的文章、有关著作及其他相关材料,应与毕业论文(设计)主题相关,并作为外文参考文献列入毕业论文(设计)的参考文献。
并在每篇中文译文首页用“脚注”形式注明原文作者及出处,中文译文后应附外文原文。
三、中文译文的基本撰写格式为:1.题目:采用小三号、黑体字、居中打印;2.正文:采用小四号、宋体字,行间距一般为固定值20磅,标准字符间距。
页边距为左3cm,右2.5cm,上下各2.5cm,页面统一采用A4纸。
四、封面格式由学校统一制作(注:封面上的“翻译题目”指中文译文的题目),并按“封面、译文一、外文原文一、译文二、外文原文二、考核表”的顺序统一装订。
五、忌自行更改表格样式。
封面和考核表均为一页纸张,勿换行换页。
杭州电子科技大学信息工程学院毕业设计(论文)外文文献翻译毕业设计(论文)题目翻译(1)题目翻译(2)题目系专业姓名班级学号指导教师外文翻译考核表杭州电子科技大学信息工程学院本科毕业论文文献综述的写作要求为了促使学生熟悉更多的专业文献资料,进一步强化学生搜集文献资料的能力,提高对文献资料的归纳、分析、综合运用能力及独立开展科研活动的能力,现对本科学生的毕业设计(论文)提出文献综述的写作要求,具体要求如下:一、文献综述的概念文献综述是针对某一研究领域或专题搜集大量文献资料的基础上,就国内外在该领域或专题的主要研究成果、最新进展、研究动态、前沿问题等进行综合分析而写成的、能比较全面地反映相关领域或专题历史背景、前人工作、争论焦点、研究现状和发展前景等内容的综述性文章。
“综”是要求对文献资料进行综合分析、归纳整理,使材料更精练明确、更有逻辑层次;“述”就是要求对综合整理后的文献进行比较专门的、全面的、深入的、系统的评述。
杭州电子科技大学信息工程学院 第二届“求实杯”电子设计竞赛 【G题】直流电机转速控制技术报告队伍名称:Designer参赛队员:周鹏范浩锋梁利锋赛前辅导老师:尹克文稿整理辅导老师:尹克摘要:本设计以AT89C51单片机为核心,以键盘做为输入设备控制直流电机的启停、速度和方向,并用霍尔元件进行测速,将即时转速显示在LED上,整个电路系统工作稳定,总体上完成了赛题的基本要求和发挥部分的要求。
在设计中,采用了PWM技术对电机进行控制,通过对占空比的计算达到精确调速的目的。
Abstract: The AT89C51 single-chip design at the core to keyboard input as a DC motor to control the start and stop, speed and direction, and gun components Hall will be immediately displayed on the LED on the speed of output, the overall completion of the game title to play the part of the basic requirements and demands. In the design, the use of PWM motor control technology, through the calculation of duty cycle to achieve the purpose of accurate speed control.(一)设计方案比较与分析:1、电机调速控制模块:方案一:采用继电器对电动机的开或关进行控制,通过开关的切换对小车的速度进行调整。
这个方案的优点是电路较为简单,缺点是继电器的响应时间慢、机械结构易损坏、寿命较短、可靠性不高。
长春理工大学毕业设计(论文) 任务书题目名称:266nm紫外DPL倍频效率研究指导教师签字:系主任签字年月日6.外文文献翻译(4000印刷符号)被动调Q Nd:GdVO4/Cr4 +:YAG激光器产生高效率的四倍频紫外输出Shu-Di Pan, Ke-Zhen Han, Xiu-Wei Fan, Jie Liu, Jing-Liang He_College of Physics and Electronics, Shandong Normal University, Ji’nan 250014, ChinaReceived 28 September 2005; accepted 6 May 2006Available online 5 July 2006摘要:报道了相干紫外光被动调Q二极管泵浦Nd:GdVO4激光器。
泵浦BBO晶体得到了重复频率16kKz,脉冲时间9ns,光功率0.6W的稳定532nm绿光输出。
当二极管泵浦入射功率为8W时,266nm紫外光输出的功率约为79mW。
1. 介绍包括生物技术,医疗诊断和分析仪器,以及半导体检测应用的OEM市场对发展的紫外线(UV)和深紫外激光系统有了极大的兴趣。
通过成倍提高二极管泵浦Nd的1μm的激光系统的基频光来效实现了相干紫外线辐射的来源。
考虑到,如圆片划线,或小型钻孔加工等一些要求,良好的光束质量加上高的峰值功率,以及高重复率对于高效速度和高的分辨率的微加工技术是非常理想的。
被动调Q二极管泵浦微芯片激光器,小型,简单,成本低。
该激光器能产生高品质的线偏振光束,通过这中的光束会产生三次或四次的高次谐波输出。
此外,随着大于50mW的紫外光输出,平均输出功率足够高,以取代在三分之一大小的聚合应用激光器中的旧氦镉激光技术。
此激光也是非线过程中产生时间分辨和紫外拉曼光谱的一个极好的来源,因为困扰拉曼测量的荧光是被删除的信号。
在本文中,我们报道了全固态266nm激光的输出功率为79mW。
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:杭州电子科技大学信息工程学院队伍名称:Thriller队参赛队员:李登峰姜益兵郭林杰带队教师:曾毓尹克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二届“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:李登峰姜益兵郭林杰带队教师签名:曾毓尹克日期:2009.8.10摘要本文介绍了杭州电子科技信息工程学院Thriller队队员们在准备第四届飞思卡尔智能车大赛过程中的工作成果。
智能车的硬件平台采用带MC9S12XS128处理器的S12环境,软件平台为CodeWarrior IDE4.7开发环境,车模采用大赛组委会统一提供的1:10的仿真车模。
文中介绍了智能小车控制系统的软硬件结构和开发流程。
本智能车采用激光摆头寻迹方案,配合编码器、电机、舵机、电池等组成的驱动电路进行信息处理,以达到路径识别的目的,控制模型车高速稳定地在跑道上行驶。
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,试验了多套方案,并进行改进和升级,针对光线强度对传感器的影响进行了大量底层和选型测试,最终确定了现有的系统结构和各项控制参数。
关键字:智能车,激光传感器,编码器,路径识别,PWM控制,摆头寻迹目录摘要 (III)第一章引言 (1)1.1赛事概况 (1)1.2方案简介 (1)1.3方案内容安排 (2)第二章技术方案概述 (3)第三章总体机械设计方案 (4)3.1舵机部分设计 (4)3.2前轮部分设计 (4)3.3电机部分设计 (6)3.4底盘部分设计 (7)3.5后轮差速部分设计 (7)3.6PCB板设计及其安装 (7)第四章硬件电路设计方案 (9)4.1电源管理模块设计 (9)4.1.1MCU,激光管供电电路 (9)4.1.2舵机供电电路 (10)4.1.3液晶供电电路 (10)4.2电机驱动模块设计 (11)4.3S12最小系统模块设计 (12)4.4激光发射接收模块设计 (15)4.5运放模块设计 (17)4.6速度检测模块设计 (18)4.7液晶键盘模块设计 (19)第五章软件设计方案 (20)5.1循迹算法设计 (22)5.2速度控制子程序设计 (23)5.2.1PID控制算法 (23)5.2.2PID参数设定 (24)5.3PWM子程序设计 (25)5.5小车控制策略 (26)5.6软件开发环境 (27)第六章模型车参数 (29)第七章结论 (29)7.1系统的特色 (30)7.2系统的不足 (30)7.3系统的期望 (31)参考文献 (31)致谢 (33)附录A车模系统C语言源程序 (33)第一章引言1.1赛事概况受教育部高等教育司委托,高等学校自动化专业教学指导分委员负责主办全国大学生智能车竞赛。
该项比赛已列入教育部主办的全国五大竞赛之一。
2009年8月15日,在北京科技大学举行第四届全国大学生智能车竞赛。
本届的比赛,首先是在全国五大赛区进行预选赛,之后经各赛区选拔出的120只优秀赛车队伍将到北京进行总决赛。
在比赛中,参赛选手须使用大赛组委会统一提供的竞赛车模,推荐采用飞思卡尔16控制器MC9S12XS128作为核心控制单元,自主构思控传感器信号采集处理、控制算法及执行、动力电机驱动、转向舵机控制等,完成智能车工程制作及调试,于指定日期与地点参加场地比赛。
参赛队伍之名次(成绩)由赛车现场成功完成赛道比赛时间为主,技术方案及制作工程质量评分为辅来决定,车模改装完毕后,尺寸不能超过:250mm宽和400mm 长,高度无限制,跑道宽度不小于600mm,跑道表面为白色,中心有连续黑线作为引导线,黑线宽25mm,并且跑道有坡道,跑道背景颜色为淡蓝色。
1.2方案简介在方案设计的过程中,我们参阅了很多兄弟院校的往届大赛技术报告,如清华大学、北京科技大学。
在国内,他们对智能车研究起步的比较早,例如清华大学首创记忆算法、北京科技大学创先使用激光管。
由于比赛是以小车的速度记成绩,为了让小车更快更稳得跑完全程,传感器的探测距离必须要远,既要有大的前瞻,也要有稳定的信号反馈,普通的红外对管由于功率较小,探测距离增大时,干扰严重,前瞻距离很受限制,所以我们采用了激光管,同时采用了程序控制脉冲发光的办法和自制激光管外壳,有效的降低了激光管发热和激光管自身的重量,提高了系统的稳定性。
经过反复测试与比较,我们最终决定采用摆头方案,这个方案的优势将在下文阐述。
第四届全国大学生智能车大赛技术报告1.3方案内容安排本技术报告的正文分为四个部分。
第一部分是对整个系统实现方法的一个概要说明,主要内容是对整个技术方案的概述;第二部分是对系统机械结构的说明,主要介绍系PCB板的安装、前轮参数调整和舵机的安装等;第三部分是对硬件电路设计的说明,主要介绍系统传感器的设计及其他硬件电路的设计原理、创新点和实现过程等;第四部分是对系统软件设计部分的说明,主要内容是智能模型车设计中主要用到的控制理论、算法说明及代码设计介绍等。
第二章技术方案概述本模型车的制作的主要思路是利用激光管来判别前方的跑道轨迹,并且采取舵机摆头方案,保证激光管打出的点时时照在黑线上,不出现丢线的情况,将信息采集到S12单片机中。
在S12单片机中利用一定的算法来控制模型车的运行状态。
模型车的控制系统包括电源管理模块、MCU模块、激光发射接收模块、电机驱动模块、舵机控制模块、速度测量模块、液晶按键控制模块等。
在整个系统中,由电源管理模块实现对其他各模块的电源管理。
其中,对单片机、激光管、速度测量电路,提供5V电压,对舵机提供6V电压,对液晶键盘电路提供3.3V电压。
本模型车是由后轮驱动的,路径识别模块则采用激光管传感器摆头寻迹方案。
即路径识别电路由14个激光管与7个接收管组成。
由于赛道中存在轨迹指示黑线,落在黑线区域内的光电接收管接收到反射的光线的强度与白色的赛道不同,进而在光电接收管两端产生不同的电压值,由此判断行车的方向。
路径识别模块会将当前采集到的一组电压值传递给MCU模块,前轮舵机根据传感器附属舵机PWM值来综合考虑打角度数。
速度测量模块则安装在车尾部,它会测量出模型车行驶过程中的瞬时速度。
液晶按键控制模块会显示并设定模型车在行驶过程中一些较重要的参数,如:直道速度、弯道速度等。
测量出的瞬时速度将输入到单片机中,以帮助分析确定模型车下一步的速度、转角等。
MCU 模块会根据按键的设定值,路径识别模块采集到的电压值以及速度测量模块反馈回的瞬时速度值等综合分析,采用一定的算法对舵机和直流电机进行控制。
以上即是技术方案的概要说明。
第三章总体机械设计方案3.1舵机部分设计为了增加赛车转弯灵活性,首先,我们将舵机力臂加长到35mm。
这样,对于同样的转弯角度值,只需更小的舵机转角,减小了舵机转弯时惯性带来的弊端。
其次,我们将舵机竖立安装,使舵机连杆水平且长度相等,因为此时舵机提供的力全部用在转弯上,而且便于控制。
在正常情况下,车轮从最左侧转到最右侧,舵机需要转动50。
而将摆臂伸长之后,车轮从最左侧转到最右侧,舵机只需要转动30。
从理论上讲,这样可以在舵机性能一定的情况下,提高车轮转向的响应速度。
由于我们采取的是转头方案,在车身电池与前轮之间再安装一个舵机,用来连接激光发射与接收电路,此方案最大的优势在于赛车的弯道转弯时不容易丢失黑线信息,显著提升赛车速度。
如图3.1。
图3.1前轮打角舵机安装图3.2前轮部分设计第三章总体机械方案设计调试中发现,在赛车过弯时,转向舵机的负载会因为车轮转向角度增大而增大。
为了尽可能降低转向舵机负载,对前轮的安装角度,即前轮定位进行了调整。
前轮定位的作用是保障汽车直线行驶的稳定性,转向轻便和减少轮胎的磨损。
前轮是转向轮,它的安装位置由主销内倾、主销后倾、前轮外倾和前轮前束等4个项目决定,反映了转向轮、主销和前轴等三者在车架上的位置关系。
1)主销内倾是指主销装在前轴略向内倾斜的角度,它的作用是使前轮自动回正。
角度越大前轮自动回正的作用就越强烈,但转向时也越费力,轮胎磨损增大;反之,角度越小前轮自动回正的作用就越弱。
2)主销后倾是指主销装在前轴,上端略向后倾斜的角度。
它使车辆转弯时产生的离心力所形成的力矩方向与车轮偏转方向相反,迫使车轮偏转后自动恢复到原来的中间位置上。
由此,主销后倾角越大,车速越高,前轮稳定性也愈好。
3)主销内倾和主销后倾都有使汽车转向自动回正,保持直线行驶的功能。
不同之处是主销内倾的回正与车速无关,主销后倾的回正与车速有关,因此高速时后倾的回正作用大,低速时内倾的回正作用大。
4)前轮外倾角对汽车的转弯性能有直接影响,它的作用是提高前轮的转向安全性和转向操纵的轻便性。
前轮外倾角俗称“外八字”,如果车轮垂直地面一旦满载就易产生变形,可能引起车轮上部向内倾侧,导致车轮联接件损坏。
所以事先将车轮校偏一个外八字角度,这个角度约在1°左右。
5)所谓前束是指两轮之间的后距离数值与前距离数值之差,也指前轮中心线与纵向中心线的夹角。
前轮前束的作用是保证汽车的行驶性能,减少轮胎的磨损。
前轮在滚动时,其惯性力会自然将轮胎向内偏斜,如果前束适当,轮胎滚动时的偏斜方向就会抵消,轮胎内外侧磨损的现象会减少。
为了增加赛车转弯稳定性,首先,更改前后垫片的数量,使前轮主销后倾,这样,车轮具有更好的自动回正功能。
其次,更改连杆的长度,使车轮外倾,车轮转弯时,前半部分重心上移,促使赛车转弯更加稳定。
再次,我们通过更改舵机连杆的长度,增加前轮前束,同样增加了前轮的稳定性。
如图3.2。
第四届全国大学生智能车大赛技术报告图3.2前轮安装位置3.3电机部分设计赛车后轮采用RS-380SH-4045电机驱动,由竞赛主办方提供。
电机轴与后轮轴之间的传动比为9:38(电机轴齿轮齿数为18,后轮轴传动轮齿数为76)。
齿轮传动机构对赛车的驱动能力有很大的影响。
齿轮传动部分安装位置的不恰当,会大大增加电机驱动后轮的负载,从而影响到最终成绩。
调整的原则是:两传动齿轮轴保持平行,齿轮间的配合间隙要合适,过松容易打坏齿轮,过紧又会增加传动阻力;传动部分要轻松、顺畅,容易转动,不能有卡住或迟滞现象.判断齿轮传动是否调整好的一个依据是,听一下电机带动后轮空转时的声音。
声音刺耳响亮,说明齿轮间的配合间隙过大,传动中有撞齿现象;声音闷而且有迟滞,则说明齿轮间的配合间隙过小,或者两齿轮轴不平行,电机负载加大。