武汉科技大学-首安三队技术报告
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第一届“飞思卡尔”杯全国大学生智能汽车邀请赛技术报告附件B基于模糊参数自整定的智能车设计学校:武汉科技大学队伍名称:武科大首安一队参赛队员:程宇孙浩杨振坤带队教师:程磊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一届“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:程宇孙浩杨振坤带队教师签名:程磊日期:2006.8.9第一届全国大学生智能汽车邀请赛技术报告目录第一章 引 言 (1)第二章 智能车系统的设计及实现 (2)2.1 智能车系统硬件设计 (2)2.1.1 HCS12控制核心 (2)2.1.2 电源管理单元 (3)2.1.3路径识别电路 (4)2.1.4 车速检测模块 (6)2.1.5 舵机控制单元 (7)2.1.6 直流驱动电机控制单元 (8)2.2 智能车系统软件设计 (9)第三章 智能车系统的控制方案设计及实现 (12)3.1 智能车系统控制的特点 (12)3.2 智能车系统控制方案的设计 (13)第四章 智能车系统简介 (15)第五章 实验结果 (16)5.1 实验的环境与小车条件 (16)5.2 实验的步骤 (16)5.3 实验的结论 (18)第六章 总结 (19)参考文献 (20)附录A 程序代码 (21)附录B 研究论文 (29)第一章引言根据第一届“飞思卡尔”杯全国大学生智能汽车邀请赛比赛规则的要求,现已完成了智能汽车系统的设计、制作、安装和调试过程。
本系统主要由HCS12控制核心、电源管理单元、路径识别电路、车速检测模块、舵机控制单元和直流驱动电机控制单元组成。
本系统以飞思卡尔公司的16位微处理器MC9S12DG128为控制核心,并采用CodeWarrior软件及BDM作为调试工具。
第十届“飞思卡尔”杯全国大学生智能汽车竞赛技术报告学校:武汉科技大学队伍名称:首安一队参赛队员:余义郑力铭夏智龙带队教师:章政赵敏I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十届“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:- 1 -目录目录 (2)引言 (4)第一章方案分析与设计 (5)1.1直立控制方案的分析 (5)1.2系统总体方案的选定 (8)1.3系统总体方案的设计 (8)第二章智能汽车机械结构调整与优化 (9)2.1智能汽车车体机械建模 (9)2.2 智能汽车传感器的安装 (11)2.2.1速度传感器的安装 (11)2.2.2 线形CCD的安装 (12)2.2.3车模倾角传感器的安装 (13)2.3重心高度调整 (14)2.3.1 电路板的安装 (15)2.3.2 电池安放 (15)2.4 其他机械结构的调整 (15)第三章智能汽车硬件电路设计 (16)3.1主控板设计 (16)3.1.1电源管理模块 (18)3.1.2 电机隔离与测速模块 (18)3.1.3 电机驱动模块 (19)3.1.4 接口模块 (20)3.2智能汽车传感器 (20)3.2.1 线性CCD传感器 (23)3.2.2 陀螺仪和加速度计 (24)3.2.3 编码器 (24)3.3 OLED液晶显示屏,键盘,拨码 (25)第四章智能汽车控制软件分析与设计 (27)4.1小车整体软件设计.............................. 错误!未定义书签。
- 2 -4.2线性CCD传感器路径精确识别技术................ 错误!未定义书签。
毕业实习报告(程潮铁矿)学院: 机械自动化学院专业: 机械工程及自动化学号: 200803130258 学生姓名: 李指导教师: 杨金堂日期: 2012年2月目录一、实习目的———————————(3)二、实习时间和地点————————(4)三、实习公司简介—————————(4)四、实习内容———————————(6)第1节:采矿 (6)1.1矿井提升设备—————————(6)1.2井架与天轮——————————(7)1.3提升钢丝绳——————————(9)1.4矿井提升机—————————(11)第2节:选矿 (13)2.1选矿的目的——————————(13)2.2选矿的方法——————————(13)2.3选矿的流程——————————(13)2.4选矿的主要设备————————(16)第3节:球团矿 (18)3.1球团矿的概念————————(18)3.2球团矿生产迅速发展的原因———(18)3.3球团矿生产的流程———————(19)3.4球团矿生产中的主要设备————(19)五、实习小结———————————————(21)一实习目的这是我们大学里的最后一次实习,也是最重要的一次实习。
通过这次实习,我们可以接触实际生产,了解社会,增强劳动观点和事业心、责任感,学习生产技术和管理知识,巩固所学理论知识,获取有关机械工程专业的实际知识,增强感性认识,培养初步的实际工作能力和专业技能。
收集毕业设计和毕业论文所需的有关资料,为进行毕业设计和论文做好准备。
具体要求如下:1、通过这次实习,我们应该更加深入地认识钢铁生产企业的概貌,了解钢铁企业的主要生产过程和主要生产工艺,增强对我们机械工程专业学科范围的感性认识;2、巩固、深化所学的机械理论知识,培养分析和解决实际问题的初步能力,现场收集毕业设计、毕业论文所需要的各种资料,为做好毕业设计,写好毕业论文奠定良好的基础;3、熟悉企业工程技术人员的工作职责和工作程序,获取组织和管理生产的初步知识;4、虚心向工人和技术人员学习,学习他们的专业技能和积极工作的精神,培养热爱机械、热爱劳动的美好品德。
第四届“飞思卡尔”杯全国大学生智能汽车邀请赛技术报告学校:武汉科技大学队伍名称:武科大首安三队参赛队员:陈虎钱来宋利伟带队教师:章政,廖宇峰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:目录第一章引言 (1)第二章智能车机械安装 (2)2.1 传感器的选择与布局 (2)2.2 舵机的安装 (3)2.3 测速传感器的安装 (4)2.4 后轮驱动和差速机构调整 (5)2.5 底盘高度调整 (5)第三章智能车硬件电路设计 (6)3.1 控制芯片MC9S12DG128B电路设计 (6)3.1.1 晶振及锁相环 (6)3.1.2 复位电路 (7)3.1.3 I/O口分配 (7)3.2 电源管理单元 (8)3.3 路径识别单元 (9)3.4 车速检测模块 (10)3.5 加速度传感器模块……………………………………………………………………...3.6 舵机控制单元 (11)3.7 直流驱动电机控制单元 (21)第四章智能车软件设计 (13)4.1 路径的检测 (15)4.2 转角的控制 (15)4.3 车速的控制 (16)4.3.1 模糊控制设定速度 (16)4.3.2 PID控制调整速度 (18)第五章智能车技术参数说明 (19)第六章总结 (20)参考文献 (20)附录A 程序代码 (I)第一章引言智能小车系统由HCS12微控制器、电源管理单元、路径识别电路、车速检测模块、加速度传感器模块、舵机控制单元和直流驱动电机控制单元组成。
本系统以飞思卡尔公司的16位微处理器MC9S12DG128为控制核心,并采用CodeWarrior软件、串口调试助手及BDM作为调试工具。
第一届“飞思卡尔”杯全国大学生智能汽车邀请赛技术报告附件A 程序源代码附件B 基于路径识别的智能车舵机控制学校:武汉科技大学队伍名称:武科大首安二队参赛队员:刘宇吴斌华杨明带队教师:黄卫华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一届“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:刘宇吴斌华杨明带队教师签名:黄卫华日期:2006.8.9目录第一章引言 (1)第二章智能车系统设计 (2)2.1 总体设计 (2)2.2 硬件设计 (2)2.2.1 主控制器模块 (3)2.2.2 电源模块 (3)2.2.3 路径识别模块 (4)2.2.4 车速检测模块 (5)2.2.5 舵机控制模块 (7)2.2.6 直流驱动电机控制模块 (9)2.3 软件设计 (10)第三章控制算法设计 (12)3.1 路径搜索算法 (12)3.2 PI控制算法 (13)3.3 强行加减速控制算法 (14)第四章实验验证 (16)第五章结论 (18)参考文献 (19)附录A 程序源代码 (20)附录B 研究论文 (29)第一章引言根据第一届“飞思卡尔”杯全国大学生智能汽车邀请赛比赛规则的要求,本队已经完成了智能车系统的设计、制作、安装和调试。
该智能车的设计思路是:首先,通过路径识别传感器采集路径信息,经Freescale MC9S12DG128单片机处理输出控制信号控制舵机;同时通过旋转编码器对车速进行采样,送入单片机作为车速控制的参数;再通过PI控制算法完成车速与路径识别传感器的信息的相互协作,实现智能车快速寻迹的目的。
文[4]介绍了一种利用红外反射式传感器实现小车自动寻迹导航的设计与实现。
使用红外反射式传感器感知与地面颜色有较大反差的引导线,从而实现自主式寻迹。
武钢认知实习报告技术现状一、前言随着我国经济的快速发展,钢铁行业作为国民经济的重要支柱产业,其技术水平和发展规模受到了国家的高度重视。
武汉钢铁集团(简称“武钢”)作为我国钢铁行业的领军企业之一,一直致力于钢铁技术的研发和创新。
本次实习报告将重点介绍武钢在认知技术方面的现状,以期为大家提供一个了解武钢技术发展的窗口。
二、武钢认知技术现状1. 人工智能技术近年来,武钢紧跟国家智能制造的战略步伐,大力推动人工智能技术在钢铁行业的应用。
通过与高校、科研院所的合作,武钢在机器视觉、大数据分析、智能控制等方面取得了显著成果。
例如,在炼钢过程中,通过引入智能检测系统,实现了对钢水质量的实时监控,提高了生产效率和产品质量。
2. 云计算与大数据技术武钢充分利用云计算与大数据技术,实现了企业资源的优化配置和管理。
通过构建钢铁行业大数据平台,武钢收集和整合了生产、管理、市场等多方面的数据,为决策提供了有力支持。
此外,武钢还利用大数据技术优化了生产流程,提高了生产效率。
3. 物联网技术物联网技术在武钢的应用主要体现在设备监控和故障诊断方面。
通过在设备上安装传感器,实时收集设备运行数据,并结合大数据分析技术,对设备进行远程监控和故障预测。
这不仅降低了设备故障率,还提高了设备维护效率。
4. 机器人技术武钢在机器人技术方面的应用主要集中在自动化物流和智能制造领域。
通过引进和研发各类机器人,实现了生产过程中的自动化搬运、焊接、装配等任务,大大提高了生产效率。
同时,机器人技术的应用还降低了工人劳动强度,改善了工作环境。
5. 网络安全技术随着互联网的普及,网络安全问题日益严峻。
武钢高度重视网络安全,建立了完善的网络安全防护体系,包括网络安全监测、预警和应急响应等方面。
通过不断强化网络安全技术研究和人才培养,武钢确保了企业信息的安全的稳定。
三、结论总之,武钢在认知技术方面取得了显著的成果,为企业的可持续发展提供了有力支持。
未来,武钢将继续加大技术研发和创新力度,推动钢铁行业智能化、绿色化、服务化发展,为国家经济建设作出新的更大贡献。
机工1002班江州武钢认识实习报告此实习报告将主要从实习过程中所见到的作业环境,设备,工艺流程等进行浅层次的感性定义和部分解析,内容排版遵从认识流程和分析过程的顺序,因为实习时间短暂,且相关专业知识不足可能会导致认识上的一些偏差,和比较时所产生的一定误解,但这些内容基本上都是认识过程中的一些结论,所以仅作日后学习中的反思和验证材料。
一,炼铁厂实习报告从观察的内容和参考的材料来看,炼铁厂的主要生产流程如下:、首先是备料,对备料这个环节而言,从作业现场的速冷(循环水流)设备来看,原料采用水冷的焦炭,当然,至于其处理工艺的细节是无法看到的,不过从现场浓烈的二氧化硫来看,水冷工艺对于焦炭结构的影响却是是比较大的,逐层铺放的矿石与处理后的团状焦炭并没有构成足够大的通风间隙,导致从炉底流出的铁水仍旧携带了大量的二氧化硫。
此外,由于考虑到铁水能够顺利流动到运输车上,部分运送通道直接暴露在高炉底部周围,这样确实是简化了装载流程及降低了铁水泄露或运输通道爆炸的可能性,但是并不能完全就此否定在此环节进行改造和创新的可能,至少就智能换气系统这一个方面就应该改进,而搭架与高炉腰身部位的十几个吹风口,也完全可以加入到智能换气系统中。
其次是上料,从原料厂运送到高炉的炉顶,由于考虑到高度落差大,为了保证原料能够平缓地运送,可以明显地看到胶带运输机的长度非常长,而且是直接暴露在空气之中,由于在运输过程中的震动,碰撞等问题都将会直接影响到运送至炉顶后的炼铁材料性能降低,加重高炉的能耗损失,因此,直线型的运输带可以改为螺旋形的,这样不仅便于控制运输过程的平稳程度,同时也节省了空间,最重要的是,螺旋状的运输可以很好的遮盖保护,由于高炉的高度比较大,因此,螺距选择范围也比较宽广,设计难度低。
对于参考书上提及的煤粉喷吹装置并没有在现场看到,故在此不作分析。
再次是冶炼及产品处理,因为这个环节设计到的设备比较多,不能一一分析,在此只取热风炉作简要分析。
[1] Intel.Microcontroller Handbook,1998[2]Inter.Software Handbook,1984[3]张毅刚.单片机原理及应用.北京:高等教育出版社,2004[4]张毅刚.MCS-51单片机应用设计.哈尔滨:哈尔滨工业大学出版社,1990[5]徐君毅等。
单片机微型计算机原理及应用。
上海:上海科学技术出版社,1988[6]涂时亮.单片机软件技术设计.重庆:科学文献出版社,1987[7]陈粤初等.单片机应用系统设计与实践.北京:北京航空航天大学出版社,1991[8]何立民.MCS-51单片机应用系统设计.北京:北京航空航天大学出版社,1990[9]李华.MCS-51系列单片机实用接口技术.北京:北京航空航天大学出版社,1993[10]何立民主编.单片机应用系统的功率接口技术.北京:北京航空航天大学出版社,1993[11]杨振江.智能仪器与数据采集系统中的新器件及应用.西安:西安电子科技大学出版社,20011 李勋单片机微型计算机大学读本.[M]北京:北京航空航天大学出版社,20022 吴金戌等.8051单片机实践与应用,[M]北京:清华大学出版社,20053 王治刚.单片机应用技术与实训.[M]北京:清华大学出版社,20044 张积东等. 单片机51/98开发与应用.[M] 北京:电子工业出版社,20045 周航慈等. 单片机程序设计基础. [M]北京:北京航空航天大学出版社,19976 彭为. 单片机典型系统设计实例精讲. 北京:电子工业出版社,20067 何立民等. 单片机高级教程. 北京:北京航空航天大学出版社,20008 卢艳军. 单片机基本原理及应用系统. 北京:机械工业出版社,20059 周美娟等. 单片机技术及系统设计. 北京:清华大学出版社,200710 严蔚敏,吴伟民. 数据结构(C语言版)[M]. 北京:清华大学出版社,200211 黄俊,王兆安.电力电子变流技术.西安交通大学机械工业出版社12 陈伯时.电力拖动自动控制系统(第二版).北京:机械工业出版社199713 李忠文,安生辉.实用电机控制电路.化学工业出版社14 丁道宏.电力电子技术.机械工业出版社,199015 Kurkova v.1991. Kolmogorov’s theorem is relevant. NeuralComputation,(3):617-62216 Buckley J J ,H Ying.1991.Expert fuzzy controller .Fuzzy Sets andSystems,44:373-390参考文献[1]张俊谟.单片机中级教程—原理与应用[M].北京:北京航空航天大学出版社,2006[2]郁有文,常健,程继红.传感器原理及工程应用[M].陕西:西安电子科技大学出版社,2003[3]戴永.微机控制技术[M].湖南:湖南大学出版社,2004[4]王兆安,黄俊.电力电子技术[M].北京:机械工业出版社,2007[5]陈伯时.电力拖动自动控制系统—运动控制系统[M].北京:机械工业出版社,2008[9]张俊谟.单片机中级教程[M].北京:北京航空航天大学出版社,2000.6:132-137[10]仇玉章.32位微型计算机原理与接口技术[M].北京:清华大学出版社,2000.8:142[11]康华光.电子技术基础(数字、模拟)[M].北京:高等教育出版社,2003.7:96-101[12]陈伟强.MSC-51实用子程序集[M].北京:北京北京航空航天大学出版社,1998.4:78-80,82-85[13]王福瑞.单片微机测控系统设计大全[M].北京:中国电力出版社,2002:178-179[14]杨金岩.郑应强,张振仁.8051单片机—数据传输接口扩展技术与应用实例[M].北京:人民邮电出版社,2005[15]王汝林.王涌涛.红外检测技术[M].北京:化学工业出版社[16]孙毓庆.胡育筑,吴玉田,等.分析化学(2版) [M].北京:科学出版社, 2006.[17]康永济.红外线气体分析器[M].北京:化学工业出版社.1993[18]熊友辉,蒋泰毅.电调制非分光红外(NDIR)气体传感器[J].2003.11.4(2):4-9[19]常态华,苏杰,田亮等.检测技术与应用[M].北京:中国电力出版社.2003.[20]M.Ahn,Y-H.Han,S.Moon.Anovel infrared absorbing structure for uncooled infrared detector[J].Current Applied Physics. Available online 30.2007[21]Guangjun Zhang, Xiaoli Wu.A novel C02 gas analyzer based on IR absorption[J].Opticsand Lasers in Engineering. 2004.8.42(2):219-231[22]B.Gi11et,Y Hardalupas,C. Kavounides, A.M.K.P. T aylor. Infrared absorption for measurement of hydrocarbon concerntration in fuelair mixtures (MAST B-LIQUID). Applied Thermal Engineering. 2004.8.24(11-12):1633-1653参考文献[a] 高洪尧.江铭交.汇光幕靶精度测量原理及应用[J].西安工业学院学报,1995,15(3) :242-245[b] 高月华.基于红外光电传感器的智能车自动寻迹系统设计[J].半导体光电,2009,30(1):134-137[c] 储江伟.郭克友.王荣本.自动导向车导向技术分析与评价[J].起重运输机.2002,11[d] 王荣本.张友坤.王志中.世界自动导向车辆系统(AGVS)的发展[J].农业工程学报1994,30(2):18-21[e] 徐鹤.浅谈自动导向车(AGV)原理与应用[J].天津成人高等学校联合学报2005,7(5):50-52[f] 曾星星,基于摄像头的路径识别智能车控制系统设计[J],湖北汽车工业学院学报,2008,22(2):73-78[g] 飞思卡尔半导体公司.全国大学生智能车竞赛与飞思卡尔S12单片机.单片机与入式系统应用[J].2007,(8):78-79[h] 王朝盛,基于16单片机MC9S12DG128B智能车系统设计[D],天津工业大学,2007[i] Smart Car Competition,,2008.12.13[j] 智能车制作,/thread-1478-1-1.html,2008[k] 第四届全国大学生“飞思卡尔”杯智能汽车竞赛华东赛区培训会关于规则及创意竞赛事项说明[A].杭州电子科技大学.2009[l] 王丹.万威.石维亮.第一届“飞思卡尔”杯全国大学生智能汽车邀请赛路虎AC队技术报告[R].东南大学,2006[m] 程钊.刘广林.唐旋来.第一届“飞思卡尔”杯全国大学生智能汽车邀请赛九头鸟队技术报告[R].华中科技大学,2006[n] 刘林.杨理龙.叶虹.第二届“飞思卡尔”杯全国大学生智能汽车邀请赛AUTO-2队技术报告[R].重庆邮电大学,2007[o] 盛锋.梁利平.倪瑞烨.第二届“飞思卡尔”杯全国大学生智能汽车邀请赛合工大一队技术报告[R].合肥工业大学,2007[p] 韩飞.陈放.戴春博.第三届“飞思卡尔”杯全国大学生智能汽车邀请赛CyberSmart队技术报告.上海交通大学,2008[q] 孟兴旺.黄虎山.平原.第三届“飞思卡尔”杯全国大学生智能汽车邀请赛北京建筑工程学院1队技术报告.北京建筑工程学院,2008[r] 曹赢.范均涛.公维军.第三届“飞思卡尔”杯全国大学生智能汽车邀请赛武科大首安二队技术报告[R].武汉科技大学,2008[s] 邵贝贝.单片机嵌入式应用的在线开发方法[M].北京:清华大学出版社,2004[t] 林辛凡.李红志.黄颖.第二届“飞思卡尔”全国大学生智能汽车邀请赛三角洲队技术报告[R].清华大学,2006[u] 孙同景.陈桂友.Freescale 9S12十六位单片机原理及嵌入式开发技术[M].机械工业出版社,2008[v] Document order number: MC33886/D Rev 4.0, 10/2003, Motorola[w] 黄萍莉.岳军.图像传感器CCD技术[J].信息记录材料.2005[x] 金宝智.图像传感器CCD与CMOS的对比[J].现代电子技术.2005,5[y] 朱维乐.电视信号数字解码器中同步提取、色度副载波恢复及色度解调部分的设计与Verilog实现[J].电子科技大学.2004。
实习报告实习岗位:一通三防技术员实习时间:2023年7月至2023年9月实习单位:XXX矿业集团一、实习背景及目的作为一名即将毕业的矿业工程专业学生,为了更好地将理论知识与实际工作相结合,提高自己的实践能力和综合素质,我选择了在一通三防技术员岗位上进行为期两个月的实习。
实习目的是了解一通三防技术的工作内容和要求,掌握相关技能,为今后的工作打下坚实基础。
二、实习内容及收获1. 实习内容(1)通风:学习通风原理,熟悉通风设备及其运行维护,参与矿井通风系统的检查与调整。
(2)防尘:了解防尘措施,学习防尘设备的使用和维护,参与矿井防尘工作的检查与评估。
(3)防火:学习防火知识,掌握火灾预防、扑救和逃生技能,参与矿井火灾应急预案的制定与演练。
(4)安全监控:学习安全监控系统的工作原理,熟悉监控设备的安装、维护和调试,参与矿井安全监控工作的检查与评估。
2. 实习收获(1)通风方面:通过实际操作,掌握了通风设备的运行维护方法,了解了矿井通风系统的优化措施,提高了通风技能。
(2)防尘方面:学会了防尘设备的正确使用和维护,了解了矿井防尘工作的重点和难点,为今后的工作积累了经验。
(3)防火方面:掌握了火灾预防、扑救和逃生技能,参与了矿井火灾应急预案的制定与演练,提高了防火意识。
(4)安全监控方面:熟悉了安全监控系统的工作原理,学会了监控设备的安装、维护和调试,提高了安全监控能力。
三、实习中遇到的困难与解决办法在实习过程中,我遇到了一些困难。
例如,在实际操作中,有时会遇到设备故障或运行不稳定等问题。
针对这些困难,我采取了以下解决办法:1. 积极向同事请教,学习他们的经验和技巧。
2. 查阅资料,加深对通风、防尘、防火、安全监控等方面知识的理解。
3. 加强实操练习,提高自己的操作技能和解决问题的能力。
四、实习总结通过两个月的实习,我深刻认识到一通三防技术工作在煤矿安全生产中的重要性。
实习期间,我努力将所学知识与实际工作相结合,不断提高自己的实践能力。
武汉科技大学材料与冶金学院学生实习报告及综合考评表实习类别:认识实习专业班级:材控09 班姓名:学号:实习单位:实习时间:2010-2011学年第1学期1-2周实习指导教师:叶传龙,张云祥,熊九郎,陈霞,林希峰,吴志方武汉科技大学材料与冶金学院二O一一年九月制认识实习报告1 实习目的(一级标题,三号黑体,单倍行距)2 实习要求3 实习内容根据各车间工程技术人员或老师所讲的内容,以及文献资料,进行整理、扩充。
3.1 (二级标题,小三号黑体,单倍行距)3.1.1(三级标题,四号黑体,单倍行距)(1)(四级标题,小四号宋体字,西文及阿拉伯数字用Times New Roman字体,行间距1.25倍)正文用小四号宋体字(西文及阿拉伯数字用Times New Roman字体),行间距1.25倍。
表格一般采取三线制,不加左、右侧边线,上、下底边线为粗实线(1.5磅),中间为细实线(0.75磅)。
比较复杂的表格,可适当增加横线和竖线。
表序按在报告中出现的先后顺序编排,如第1个插表序号为“表1”,第2个插表为“表2。
表序与表名之间空一格,表名不使用标点符号。
表序与表名居中置于表上,采用五号宋体字。
插图应统一按在报告中出现的先后顺序编排,如第1幅图为“图1”,第2幅图为“图2”,仅有一图时,在图题前加“附图”字样。
图序号、图中文字用五号宋体。
由若干个分图组成的插图,分图用a,b,c,……标出。
图序和图题置于图下方中间,插图与图序、图题为一整体,不得拆开排于两页。
插图应编排在正文提及处之后,插图处的该页空白处不够时,可将其后文字部分提前排写,将图移到次页最前面。
4 实习小结(实习心得与体会)实习评语及成绩年月日。
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:武汉科技大学队伍名称:武科大首安三队参赛队员:李义常彭斯明解诗军带队教师:章政赵敏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:李义常彭斯明解诗军带队教师签名:章政赵敏日期: 2011年8 月10日目录第一章引言 (1)第二章智能车机械设计 (2)2.1前轮模块的安装和调整 (2)2.2 摄像头的安装 (2)2.2.1 前瞻 (3)2.2.2 盲区 (4)2.2.3 图像稳定性 (4)2.3 测速传感器的安装 (5)第三章智能车硬件设计 (6)3.1 XS128 控制单元 (6)3.2 电源管理单元 (6)3.3 路径识别单元 (7)3.3.1 摄像头的选取 (8)3.3.2 采样电路设计 (8)3.4 车速检测模块 (9)3.5 舵机控制单元 (10)3.6 驱动电机控制单元 (10)3.7 辅助调试单元 (11)第四章智能车软件设计 (13)4.1 图象信息采集算法 (13)4.2 黑线提取算法 (17)4.3 图象滤波算法 (17)4.4 控制策略及控制算法 (17)4.4.1 控制策略 (17)4.4.2 转向控制 (19)4.4.3 速度控制 (20)第五章调试开发方法说明 (23)5.1软件开发平台 (17)5.2 辅助调试工具 (17)5.2.1 视频采集卡 (17)5.2.2 无线通信模块 (19)5.3 仿真开发平台 (17)第六章模型技术参数说明 (23)第七章调试总结 (34)参考文献 (35)第一章引言根据第六届“飞思卡尔”杯全国大学生智能汽车竞赛比赛规则,本文设计了一种基于CMOS摄像头道路识别的智能车控制系统。
本系统硬件方面包括:图像采集模块、车速检测模块、方向控制模块、动力驱动模块、单片机控制单元。
软件方面包括:图像采集模块、图像识别模块、舵机控制模块、电机控制模块。
该系统以飞思卡尔公司的16 位微处理器MC9S12XS128 为控制核心,应用BDM 在线调试,采用CodeWarrior 软件、Labview软件、串口调试等作为调试工具进行调试。
为了实现智能车自主的沿着道路黑线快速运行,我们使用CMOS摄像头对路面进行实时检测,单片机在获得摄像头图像之后,调用相应的图像处理程序,获得当前道路的偏移,并把这个偏移输出到舵机,根据这个偏移和速度编码器测得的车速决定出当前舵机应该摆的角度,再根据舵机摆角,计算出转弯半径,由离心力公式计算出当前的最高车速赋予外轮,再通过推导的公式计算出内轮的给定值,最后由PID执行机构控制电机。
前轮模块是整个车子机械性能的决定性因素,它的优劣对比赛成绩有关键性的影响。
通过对前轮把模块的适当修改,使得整车的操控性能发挥到最好。
后轮模块对车子的操控性能重要的影响在于加减速性能和差动系统,后轮模块对车子的加减速性能的影响是显而易见的在这里就不用多说了,差动系统决定着转向阻力,好的差动系统可以使得整车的转向角加速度很大,也就使得整车的转向更为灵活。
经过我们一个多月的调试,基本上做到了让小车能够快速稳定的跑完整个赛道。
本报告分为六个章节:第一章为引言介绍;第二章介绍了本智能车的一些机械设计;第三章具体介绍了智能车硬件电路设计;第四章介绍了智能车的软件设计;第五章为智能车开发与调试;第六章为智能车技术参数说明及总结。
第六届全国大学生智能汽车邀请赛技术报告第二章智能车机械设计对于整个智能车系统来说,机械结构是智能车系统的一个关键性方面,它相当于一个控制系统的执行机构,如果没有一个好的执行机构,没有好的转向性能和动力性能,在优秀的控制算法也发挥不出什么优势。
所以基于我们的一些调试经验,我们对该车的机械系统进行了如下调整。
2.1前轮模块的安装和调整我们调整得最多的就是内倾和后倾,和们调整内倾并不是为了转向系统的回正能力,只是因为在我们调试过程中发现车轮中部的摩擦力比较大,而车轮外边缘的摩擦力比较小,为了充分利用这一特性,我们使用了内倾。
我们曾经也使用过前倾,目的是为能提前打方向,不过后来我们觉得使用控制算法来实现提前打舵机的解决方案更为理想,所以我们之后并没有使用前倾的方案。
具体安装如图2.1所示。
图2.1 前轮模块2.2 摄像头的安装摄像头是智能小车系统用于检测道路信息的关键性元件。
它所获取的信息直接决定了小车行走的路线和速度。
对于摄像头的安装我们需要注意以下三方面问题:1前瞻;2盲区;3图像稳定性;第二章智能车机械设计图2.2 摄像头安装2.2.1 前瞻摄像头的前瞻指的就是摄像头能看多远,如果看得太近,那么就和光电管没有什么区别。
理论上说,摄像头的前瞻当然是越远越好,但是我们知道,增第六届全国大学生智能汽车邀请赛技术报告加前瞻的目的无非就是使得车子能选择更平滑的路线,并且太远之后图像不稳定,黑线宽度不够,易和干扰点混同。
由于所选的路线不能让车子跑到赛道外边,所以我们认为前瞻应该是(最小转弯半径的平方-(最小转弯半径-跑到宽度一半)的平方)的开方的两倍,即2约等于100cm,因为图像前方信息不是很稳定,并且为了能观察到小S的两个极点,我们预留了20cm的余量,也就是说,我们的前瞻是1.2m。
计算的原理如图2.3所示。
O图2.3 前瞻计算原理图2.2.2 盲区我们把盲区定义为从原始车模最前端到摄像头能看到的最近的地方的距离。
如果盲区比较大,在过急弯的时候就会什么都看不到,在这种情况下,不管用什么控制思想,这种决策都是很盲目的。
所以,盲区当然是越小越好,但是由于摄像头的视角是有限的,前瞻与盲区是一对矛盾,在实际安装的时候必须平衡这一对矛盾,我们盲区选的是10cm。
2.2.3 图像稳定性如果摄像头太高,必定会使得整车重心过高以及摄像头不稳;如果摄像头过低,图像畸变必定很大,远处图像不清晰不稳定,经常性反光。
我们摄像头的高度最初是40cm。
但经过华南赛区的惨痛教训,我们的车子由于重心高,过弯极限速度始终受到制约,成绩远没达到我们应有的水平。
所以之后,我们把摄像头高度改为了28cm,过弯极限速度提高了,整体速度提高了不少。
第二章智能车机械设计2.3 测速传感器的安装本系统车速检测单元采用日本OMRON公司的E6A2-CW3C型旋转编码器作为车速检测元件。
其精度达到车轮每旋转一周,旋转编码器产生500个脉冲,不仅硬件电路简单,而且信号采集速度快、精度高,满足模糊控制精度要求。
由于今年摄像头采用的C车模是两个独立的电机驱动,为了能够主动调节后轮的差速,必需分别测得两个电机的速度,因此需要装两个编码器。
网上后来有卖C车的齿轮,也有配套的小型编码器,但价格比较昂贵。
于是,我们发明了一种新的编码器安装方法。
如图2.4所示图2.4 速度编码器安装第六届全国大学生智能汽车邀请赛技术报告第三章智能车硬件设计此智能车的硬件系统结构主要由MC9S12XS128单片机控制单元、电源管理单元、路径识别电路、车速检测模块、转向伺服电机控制电路和直流驱动电机电路系统组成。
3.1 XS128 控制单元本系统核心控制单元采用MC9S12XS128单片机。
这个飞思卡尔公司的16位微处理的主要特点就是功能集成度高,并且方便进行扩展。
系统用到得主要 I/O 口的具体分配如表3.1:I/O口名称作用IRQ 捕捉摄像头行同步信号PT4 捕捉摄像头场同步信号PM5 摄像头奇偶场换场标志PJ7 扑捉硬件二值化后视频信号的下降沿PH7 扑捉硬件二值化后视频信号的上升沿AD10 通过AD转换采集的视频信号,动态调整摄像头阀值PWM3 将阀值转化为PWM信号后通过滤波输出给比较器PWM05 控制左轮电机电压PK0、PK1 控制左轮电机方向PWM07 控制右轮电机电压PK2、PK3 控制右轮电机方向PWM01 控制舵机PT7 左轮编码器脉冲输入PE4、PE5、PE6 8位计数器74HC590的控制信号PB口计数器74HC590的输出,即右轮的速度值PA口用于参赛输入TxD、RXD 串口调试表3.1 I/O口分配3.2 电源管理单元电源管理单元可以说是系统硬件电路设计中的一个重要组成单元。
根据系统各部分正常工作的需要,本系统电压值分为5V、6V、7.2V 和12V 三个档。
根据我们所涉及的智能车各部分正常工作的需要,系统所采用的电源管理单元采用组委会提供的7.2V 2000mAh Ni-cd 蓄电池进行电压调节。
其主要用于以下三个方面:第三章智能车硬件设计(1)为了给单片机系统电路正常供电且与其它模块独立,我们采用稳压芯片AMS117-5V 将电源电压稳压到5V 后,单独给单片机最小系统供电;(2)用LM2576-5V给两路编码器和其它数字芯片供电;(2)用LM2576-ADJ稳出6V给舵机供电;(3)通过电池直接给驱动电路供电;(4)采用升压芯片B0512S 将5V 电压升压到12V 后,给摄像头供电。
电源模块电路如图3.1 所示:如图3.1 电源模块第六届全国大学生智能汽车邀请赛技术报告3.3 路径识别单元3.3.1 摄像头的选取摄像头按种类分黑白的和彩色两种,但为了为达到寻线的目的,我们只需提取画面的灰度信息,而不必提取其色彩信息,因此在本设计中采用黑白摄像头。
为了缩短决策周期,我们采用了NTSC 制式的CMOS 摄像头, 每秒有60场,决策周期为16.7ms ,较PAL 制式的摄像头周期短。
3.3.2 采样电路设计做车过程中,我们发现通过单片机内部AD 采样,不管是水平精度,还是垂直精度都非常低,对决策十分不利。
当然我们也尝试过通过 外部高速AD 芯片采样,虽然精度是可以提高,但精度提高的同时也需要更大的存储空间。
S12单片机有8K 的RAM 空间,当我们把图像仅提高到70列*52行时,就开始发现存储空间不够。
虽然后来通过压缩算法可以解决存储空间不够的问题,但又发现得到的数据量大了,后面的一系列图像处理过程花的时间就非常长,而我们的周期又较PAL 制式的摄像头小,这样往往一个周期内处理不完采集到的图像数据。
于是我们最终的选择是采样硬件二值化,同时还发现传统的硬件二值化受光线干扰比较严重,只有在光线均匀时效果才较好。
于是我们的比较端通过PWM 值输出一周期脉冲序列通过滤波得到一恒定电压给比较器的比较端。
采样电路模块如图3.2 所示:PE1行同步信号PT4场同步信号PM5奇偶场200K图 3.2 摄像头采样电路图第三章 智能车硬件设计摄像头视频信号端接 LM1881 的视频信号的输入端,并且接入XS128单片机的一个 AD 转换器口(我们在此应用PAD10)。