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飞思卡尔光电组总结队伍：The Van成员：谭阳生夏明勇刘虎田光电组是通过采集赛道上少数孤立点反射亮度进行路经检测的车模。
根据“第七届全国大学生“飞思卡尔”杯智能汽车竞赛竞速比赛规则与赛场纪律”参赛队伍的名次（成绩）由赛车现场成功完成赛道比赛时间来决定的，参加光电赛题组不允许使用图像传感器获取道路图像信息进行路径检测，必须采用北京科宇通博科技有限公司生产的B型车。
在原理方面，光电传感器检测路面信息是由发射管发射一定波长的红外线，经地面反射到接收管。
由于在黑色和白色上反射系数不同，在黑色上大部分光线被吸收，而白色上可以反射回大部分光线，所以接收到的反射光强是不一样，进而导致接收管的特性曲线发生变化程度不同，而从外部观测可以近似认为接收管两端输出电阻不同，进而经分压后的电压就不一样，就可以将黑白路面区分开来。
光电组对于其他组的主要缺点：1.散射严重，探测距离短——前瞻小。
2.点探测，由于传感器数量限制，故探测范围有限——宽度窄。
由于这些缺点严重制约了光电车的速度，所以对智能车提出一些必要的要求：1.对前瞻的要求，可有两种方案：○1大功率红外光电管，大功率红外光电管将前瞻提到35cm以上，极限为40cm左右。
○2激光，采用激光发射管与传统光电传感器原理相同，但是由于激光的特性(功率大、不易散射)可以得到较远的前瞻。
采用激光传感器，使光电车出现摄像头式的大前瞻成为可能。
因此激光传感器成为智能车竞赛光电组的主流。
但是，激光传感器也有着造价高，驱动电路复杂、接收时容易相互干扰，调试难度很大，容易烧坏等缺点。
2.对检测宽度的要求，也可有两种方案：○1散射，由于激光传感器可以多发射器对单接受器，故多激光管散射探测成为可能。
但由于大量激光管重量极大，对整车机械性能有较大的不利影响。
○2摇头，摇头方案的出现，解决了散射方案检测模块重量大的问题，实现了用少量传感器检测较大范围赛道信息。
3.对前瞻的灵活变化：点头，点头是一个比较新的技术，通过算法的控制，可以实现在不同赛段使用不同前瞻。
2024年飞思卡尔智能车总结关于飞思____智能车轨迹追踪竞赛飞思____智能车竞赛，由飞思____公司赞助，是一项全国本科院校共同参与的科技竞赛活动。
今年，安徽省有幸成为第____届省级赛区，我们专科院校也有幸参与其中。
基于专业的匹配，我们系在本专业中选拔了一些同学，我非常荣幸能与我的团队并肩合作。
由于我们学校初次参加，缺乏经验，指导老师正与我们一起逐步探索解决方案。
我们选择使用B型车进行光电寻迹任务。
根据任务需求，老师将其划分为几个关键模块（寻迹模块、电源模块、驱动模块、测速模块），我负责的是寻迹模块的构建。
起初，对于黑白寻迹，我仅感到“神秘”。
通过查阅资料和老师的指导，我理解了其寻迹原理。
这主要基于黑白颜色对光的反射差异（白色完全反射，黑色完全吸收）来识别黑白线。
由于我们之前未接触过传感器知识，对此领域略感模糊，因此我专门投入时间学习传感器，理解了其在电路中的功能。
接下来，我们面临材料选择的挑战，市场上的光电管种类繁多，各校使用的也不尽相同。
我们需要找到一款适合我们车辆的光电管。
我最初在网上找到一些电路图，并购买了一些光电管进行焊接，但结果并未达到预期。
我一度认为问题出在光电管上，但即使更换为光电发射与接收一体管，问题仍未解决。
在一段时间的停滞和反复试验后，我尝试调整了与接收管串联的电阻值（从10k改为100k），意外地提高了接收距离，达到十几厘米。
这仍不理想，因为为了防止光电管之间的相互影响，每个光电管都需要加上套管，而我们购买的光电管无法满足这一要求。
经过深入研究，查阅资料，以及反复实验，我们最终选择了____公司的光电管（型号）。
我想强调的是，他人的经验可以作为参考，但不一定适用于我们自身，就像我之前选择的光电管电路图，可能在某些情况下适用，但在我们的特定需求下并不理想。
在探索阶段，逐步实验始终是至关重要的。
确定光电管后，我们进入了电路焊接阶段。
我们借鉴了其他学校的经验，初步决定使用____来配置光电管。
第八届“飞思卡尔”杯全国大学生智能汽车竞赛技术报告目录摘要 (II)第一章引言 (1)第二章控制系统总体设计方案 (3)2.1 系统硬件结构 (3)2.2 系统软件设计 (3)2.3 车模整体布局 (5)第三章车模整体设计 (7)3.1车模具体参数 (7)3.2系统电路板安装 (7)3.3 传感器安装 (8)3.4 测速模块安装 (10)3.5人机界面调参模板安装 (12)第四章系统设计软件 (13)4.1核心控制模块 (13)4.2主板模块主板电路图 (14)4.3 各电源块的说明： (15)4.4电机驱动模块 (21)4.5测速模块 (23)4.6线阵CCD跑道传感器模块 (23)第五章软件设计 (27)5.1 车模角度和角速度计算 (27)5.2滤波控制算法 (29)5.3车模直立控制 (30)5.4车模速度控制 (31)5.5车模方向控制 (32)第六章车模调试 (33)6.1 车模电路初步调试 (33)6.2现场动态参数调试 (34)6.3开发工具 (35)参考文献 (38)附件1：智能车技术参数 (III)附件2：整体原理图 (IV)附件3：程序源代码 (V)摘要本文为第八届飞思卡尔智能车光电组直立车模的设计说明。
本智能车采用大赛组委会统一提供的D型车模，以32位单片机K60 作为系统控制处理器，以IAR Embedded Workbench为开发平台。
整个智能车系统的设计与实现包括车模的机械结构调整、传感器电路的设计及位置安装、控制算法和策略优化、系统调试等多个方面。
通过对比不同方案的优缺点，并结仿真平台进行了大量底层和上层测试，最终确定了现有的系统结构和各项控制参数。
系统硬件上包括核心控制模块，电源模块，传感器模块，电机驱动模块，软件设计方案为在深入分析研究大赛组委会给出的直立参考方案后，在一定程度上大胆创新，形成自己独特的方案，从而提高了车模的行驶速度和稳定性。
在智能车调试过程中，使用上位机利用蓝牙技术对智能车的状态进行实时监视，有效提高了调试的效率。
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：华北科技学院队伍名称：华科电信光电1队参赛队员：梁学军孙峰吴龙鑫带队老师：王江华苗志全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：带队教师签名：日期：摘要本智能车系统以MC9S12XS128微控制器为核心，通过摄像头检测模型车的运动位置和运动方向，用光电传感器检测模型车的速度。
使用PID 控制算法调节驱动电机的转速和舵机的角度，完成对模型车运动速度和运动方向的闭环控制。
为了调试智能车的行驶速度和稳定性，我们使用SD卡、液晶等调试手段，进行了大量的数据分析。
实验结果表明，该系统设计方案可行。
关键字：MC9S12XS128、PID、SD卡、驱动、角速度目录摘要........................................................ I II 第一章引言 (1)第二章总体方案的设计 (2)2.1设计制作思路 (2)2.2系统的组成 (2)第三章硬件电路设计 (5)3.1主控板模块和电源模块 (5)3.1.1 主控板模块 (5)3.1.2 电源电路模块 (6)3.1.3 放电模块 (6)3.2 电机驱动电路 (7)3.3 测速传感器模块 (9)3.4激光传感器的设计 (11)3.5.坡道处理 (12)第四章智能车整体机械改造 (15)4.1 舵机的安装 (15)4.2 车轮倾角的更改 (16)4.3 智能车底盘的降低 (16)4.4 整体车的重心的调整 (17)4.5 传感器位置的安装与固定 (17)4.6 其他部分的调整 (17)第五章软件编程 (18)5.1 速度控制 (18)5.2 打角转向 (19)5.3 起跑线识别 (19)5.4 对传感器返回值的处理 (19)第六章开发工具、调试过程、智能车整体参数说明 (21)6.1 开发工具 (21)6.2 调试过程 (21)6.3 主要技术参数 (22)第七章总结 (23)致谢 (24)参考文献 (25)附录 (26)第六届全国大学生“飞思卡尔”杯智能汽车竞赛技术报告第一章引言智能车一般主要由路径识别、速度采集、角度控制及车速控制等模块组成。
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智能小车以MC9S12XS128MAL单片机为核心，辅以电源模块、传感器模块、电机控制模块和运行调试模块，通过感应赛道两边的黑线进行路径检测，从而实现智能寻迹。
本系统将直立小车的运动控制任务分解为三个基本控制任务：车模平衡控制、车模速度控制和车模方向控制。
这三个基本控制任务都通过相应的PID 算法来实现。
其中，车模平衡控制利用陀螺仪和加速度传感器这两个传感器来测量车模的倾角，通过PD算法控制两个电机的正反转保持车模直立平衡状态；车模速度控制利用编码器测速，通过PID算法控制电机的转速来实现车轮速度的控制；车模方向控制利用线性CCD来检测跑道的黑线路径，通过PD算法控制两个电机间的差速实现车模的转向控制。
此外，为了提高调试的方便性，我们还设计了液晶按键模块和应用了无线传输模块以及上位机软件。
关键字：MC9S12XS128MAL；平衡控制；速度控制；方向控制；PID目录第一章引言 11.1 智能车竞赛简介 11.2 内容结构安排 2第二章系统整体方案设计 32.1 系统供电电路 32.2 电机与驱动模块 32.3 车模直立检测与控制 32.4 车速检测与调节 42.5 车模方向控制 42.6 系统整体设计方案结构图4 第三章机械结构设计 53.1 车模的改装 53.2 车模上各模块的安装 5 3.2.1 电池的安装 53.2.2 主控板的安装 63.2.3 驱动板的安装 6图3-2-3 驱动板安装图 6 3.2.4 编码器及CCD的安装 6 3.2.5 陀螺仪及加速度计的安装 7 第四章硬件电路设计 84.1 主控芯片84.2 系统供电模块 84.2.1 5V稳压电路84.2.2 3V稳压电路94.3 电机驱动模块 94.4 角度检测模块 104.4.1 陀螺仪104.4.2 加速度计114.5 速度检测模块 114.6 路径检测模块 134.7 系统调试模块 134.7.1 拨码开关134.7.2 液晶按键模块144.7.3 无线通讯模块14第五章软件算法设计 155.1 数字PID 155.1.1 比例（P）控制155.1.2 积分(I)控制155.1.3微分（D）控制165.2 车模直立检测与控制165.2.1 卡尔曼滤波165.2.2 车模直立控制（PD调节器）17 5.2.3 车模直立控制程序175.3 车速检测与调节195.3.1 车模速度控制（PID调节器） 19 5.4 车模方向控制 215.4.1 车模方向控制（PD调节器）21 5.4.2 车模方案控制程序215.5 特殊路况的处理225.5.1 路障的处理225.5.2 白色背景的处理225.6 调试工具235.6.1 虚拟示波器245.6.2 CCD调试工具24第六章主要技术参数26第七章总结27参考文献28附录A 部分源程序代码I 附录B 原理图 XVIII第一章引言1.1 智能车竞赛简介为加强大学生实践、创新能力和团队精神的培养，促进高等教育教学改革，受教育部高等教育司委托(教高司函[2005]201号文，附件1)，由教育部高等学校自动化专业教学指导分委员会（以下简称自动化分教指委）主办全国大学生智能汽车竞赛。
智能车竞赛实验报告1. 引言智能车竞赛是一项涵盖多个学科领域的综合性竞赛，通过设计与实现自主行驶的智能车辆，以提高动态环境感知和决策能力为目标。
本实验旨在通过参与智能车竞赛，探索智能车技术在自主驾驶领域的应用和发展。
2. 实验目的- 了解智能车竞赛的规则与要求- 学习自主驾驶相关知识及其在实际场景中的应用- 实践智能车构建与编程技能- 提升团队合作与沟通能力3. 实验过程3.1 系统设计与构建首先，我们小组进行了系统设计与构建。
根据竞赛规则，我们确定了智能车的主要功能，包括环境感知、路径规划与决策、执行控制等。
基于这些功能，我们确定了所需的硬件设备和传感器，并进行了组装。
3.2 传感器数据采集与处理我们使用了摄像头、超声波传感器和陀螺仪等多种传感器，对车辆周围环境进行感知。
通过编程，我们实现了传感器数据的采集与处理，并进行了校正和滤波操作，以保证数据的准确性。
3.3 算法开发与优化路径规划与决策是实现智能车自主行驶的核心。
我们结合了深度学习和机器视觉等技术，开发了一套算法，并逐步进行了优化。
通过在不同场景下的实验与测试，我们不断调整参数和算法，提高智能车的决策准确性和反应速度。
3.4 系统集成与调试经过前期的工作，我们完成了智能车的硬件组装和软件开发。
在此基础上，我们进行了系统的集成和调试。
我们设计了一套全面的测试方案，并对不同任务情景进行全面测试，解决了一系列技术问题和bug。
3.5 竞赛准备与参赛在完成系统调试后，我们进行了竞赛前的准备工作。
我们对竞赛规则进行了全面了解，通过模拟测试对车辆进行了训练和优化。
最终，我们参加了智能车竞赛，并取得了不错的成绩。
4. 实验结果与分析我们的智能车在竞赛中表现出色，成功完成了多项任务。
通过对比分析，我们发现了系统的优势和不足之处。
在优势方面，我们的路径规划和决策算法具有较高的准确性和鲁棒性；在不足方面，我们的车辆在部分场景下的感知能力有待提高。
5. 总结与展望本实验通过参与智能车竞赛，我们深入学习了自主驾驶相关知识和技术，提升了团队合作与沟通能力。
第八届“飞思卡尔”杯全国大学生智能汽车竞赛技术报告关于技术报告和研究论文使用授权地说明本人完全了解第八届“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地规定，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地设计方案、技术报告以及参赛模型车地视频、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：带队老师签名：日期：摘要本文介绍了常熟理工学院物电电磁一队电磁车地成果.智能车地硬件平台采用带MC9S12XS128 处理器，软件平台为CodeWarrior IDE 开发环境，车模采用大赛组委会统一提供地A型车模.文中介绍了智能车机械结构调整，传感器电路设计，舵机、电机控制算法以及起跑线地检测等.车模以MC9S12XS128单片机为控制核心，以安装在车体前地工字电感作为循迹传感器，采用干簧管检测起跑线，以欧姆龙编码器检测速度信息.车模系统地简单工作原理是MC9S12XS128单片机通过AD口采集电感检测地拟量，并通过算法处理，然后返回值用于舵机控制，根据编码器返回值进行电机地闭环控制.通过串口，借用蓝牙等工具进行舵机PD参数，电机PID地调节，以及整定传感器参数地整合处理.关键字：智能车、电机PID控制、舵机PD控制、电磁寻线目录第一章总体方案设计----------------------------------------------------------------- 6第二章智能车机械结构调整与优化---------------------------------------------- 82.1 主销内倾 -------------------------------------------------------------- 92.2 主销后倾 -------------------------------------------------------------- 92.3 外倾角---------------------------------------------------------------- 102.4 车轮安装示意图如下：------------------------------------------- 122.5 舵机地安装--------------------------------------------------------- 122.6 舵机安装示意图如下：------------------------------------------- 132.7 小结-------------------------------------------------------------------------- 13第三章电路设计说明--------------------------------------------------------------- 133.1 电源模块 ------------------------------------------------------------------- 143.2 传感器模块 ---------------------------------------------------------------- 143.3 电机模块 -------------------------------------------------------------------- 153.4 舵机模块 -------------------------------------------------------------------- 153.5最小系统板设计 ----------------------------------------------------------- 163.6系统主板设计 -------------------------------------------------------------- 173.7小结--------------------------------------------------------------------------- 17第四章智能车控制软件设计说明 ------------------------------------------------ 194.1 软件设计总体框架------------------------------------------------------- 194.2 电机PID控制 ------------------------------------------------------------ 194.3 舵机地控制 ---------------------------------------------------------- 234.4 传感器数据地处理------------------------------------------------------- 244.5 小结-------------------------------------------------------------------------- 24第5章开发工具、制作、安装、调试过程说明 ----------------------------- 245.1 软件编译环境 ------------------------------------------------------ 245.2 显示模块 ------------------------------------------------------------- 255.3 蓝牙调试模块 ------------------------------------------------------ 255.4 上位机调试 --------------------------------------------------------- 265.5 本章小结 ------------------------------------------------------------ 27模型车地主要技术参数说明 ------------------------------------------------------- 28结论 -------------------------------------------------------------------------------------- 29参考文献 -------------------------------------------------------------------------------- 30附录A：程序源代码 ---------------------------------------------------------------- 31引言智能车辆是一个集环境感知、规划决策、多等级辅助驾驶等功能于一体地综合系统，它集中运用了计算机、现代传感、信息融合、通讯、人工智能及自动控制等技术，是典型地高新技术综合体.目前对智能车辆地研究主要致力于提高汽车地安全性、舒适性，以及提供优良地人车交互界面.近年来，智能车辆己经成为世界车辆工程领域研究地热点和汽车工业增长地新动力，很多发达国家都将其纳入到各自重点发展地智能交通系统当中.熒绐譏钲鏌觶鷹緇機库。
全国大学生智能汽车竞赛技术报告设计概览2.1整车设计思路智能车主要由三个部分组成：检测系统，控制决策系统，动力系统。
其中检测系统采用CMOS数字摄像头ov7620，控制决策系统采用S128作为主控芯片，动力系统主要控制舵机的转角和直流电机的转速。
整体的流程为，通过视觉传感器来检测前方的赛道信息，并将赛道信息发送给单片机。
同时，通过光电编码器构成的反馈渠道将车体的行驶速度信息传送给主控单片机。
根据所取得的赛道信息和车体当前的速度信息，由主控单片机做出决策，并通过PWM信号控制直流电机和舵机进行相应动作，从而实现车体的转向控制和速度控制。
2.2车模整体造型我们车模的整体设计简洁，轻便，可靠美观。
如下图：2.3智能车软件设计系统硬件对于赛车来说是最基础的部分，软件算法则是赛车的核心部分。
首先，赛车系统通过图像采样处理模块获取前方赛道的图像数据，同时通过速度传感器模块实时获取赛车的速度。
然后S128利用边缘检测方法从图像数据中提取赛道黑线，求得赛车于黑线位置的偏差，接着采用PID 方法对舵机进行反馈控制，并在PID算法的基础上，整合加入模糊控制算法，有利于对小车系统的非线性特性因素的控制。
最终赛车根据检测到的速度，结合我们的速度控制策略，对赛车速度不断进行恰当的控制调整，使赛车在符合比赛规则情况下沿赛道快速前进。
第三章小车的机械设计良好的机械结构将直接影响小车的结构稳定，和车模的高速时的性能。
模型车的机械机构和组装形式是整个模型车身的基础，机械结构的好坏对智能车的运行速度有直接的影响。
经过大量的实验经验可以看出，机械结构决定了智能车的上限速度，而软件算法的优化则是使车速不断接近这个上线速度，软件算法只有在精细的机械结构上才能够更好的提高智能车的整体性能。
3.1 舵机安装舵机转向是整个控制系统中延迟较大的一个环节，为了减小此时间常数，通过改变舵机的安装位置，降低舵机的中心，将舵机的安装尽量低，而并非改变舵机本身结构的方法可以提高舵机的响应速度。
