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飞思卡尔智能车总结模版脚踏实地艰苦风斗我有幸能够参加____年全国点学生飞思____智能车竞赛，在这次竞赛中我们学到了很多，有专业方面的知识，比如单片机，各类传感器，不同芯片间的通信等等，也学会了一些书本上没有的东西，比如团队合作，如何网上购买到好的元器件，如何布局pcb板上各个元器件的位置等。
为了这次比赛，学校提前好久就开始准备了。
只是我们的课程比较多，平时去实验室的机会不是很多，为此我们也很伤脑筋。
终于等到寒假了，我们几个全身心的投入到这次比赛的准备中。
每天早上起来买点早餐就直奔实验室，白天动手做下硬件，晚上回到宿舍在就看下理论，联系编程。
这样的日子我们一点都没有感觉到累，每天都希望自己会学到更懂得东西，好似饿了许久的动物，得到了食物一般。
每天感觉都那么充实，想想大学里前两年学到的东西还没有那个寒假学到的东西多。
寒假里我们把历届的技术报告都看了看，这期间学到不少东西，尤其是对各类元器件的认识及使用。
真是受益匪浅。
接下来就是一些以前失败的经验，希望能有所参考。
比赛前在不注重实际赛道和自己练习赛道的区别，赛道一变，以前调试的结果都将无效。
所以，谨记一点，一定要吧硬件做好，比赛前一定好好利用好试车时间，多注意自己的赛道和比赛的赛道的区别，注意摩擦程度，光线的亮暗，空气的潮湿程度等。
其次是传感器的____，这次我们选用的是激光做传感器。
这个传感器相比其它传感器有很多优点，比光电的射的远，而且稳定性高，但是激光的很贵，所以提前一定要看好电路图，____一定要够稳固，不然后期传感器坏起来就头疼了。
我们以前有好多关键时刻传感器出问题失败的例子，不胜枚举，经验惨痛。
如果____不好，系统不够稳定，导致在比赛失败，而且平时调试浪费了好多宝贵的调试时间。
这一点，谨记，硬件固定一定要牢固。
其次是装配，各个模块间的连接线固定不牢靠。
使得导线接触不良，导致小车参赛时好几次冲出跑道(其中一个传感器的输入信号接触不良造成的)。
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 告学 校： 山东大学(威海)队伍名称： 飓风小车参赛队员： 单荣杨李季蒙廖航带队教师：郑亚民王小利关于技术报告和研究论文使用授权的说明 本人完全了解第八届“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：目录前言 (04)第一章智能车机械系统设计方案1．1 车模整体结构 (06)1．2 转向舵机的安装 (06)1．3 车轮及底盘的调整 (07)1．3．1 主销后倾角 (07)1．3．2 主销内倾角 (07)1．3．3 前轮前束 (08)1．3．4 底盘调整 (09)1．4 测速模块的安装 (09)第二章硬件系统设计与实现2.1 Kinetis K60最小系统 (10)2.2电源部分 (10)2.3摄像头分频与硬件二值化电路 (11)2.4电机驱动部分 (13)2.5测速部分 (14)2.6所用的主要器件 (15)第三章 软件系统设计与实现3.1摄像头图像采集 (16)3.2图像处理部分 (16)3.3光电编码器测速部分 (17)3.4舵机控制部分 (17)3.5 控制方案：增量式PID控制电机驱动 (17)3.6 起跑线识别部分 (17)第四章系统调试4.1 IAR v6.30开发环境介绍 (18)4.2 基于MFC的上位机图形分析软件PID控制 (19)第五章 PID控制5.1 PID控制原理 (21)5.2 PID参数的整定 (23)5.3 PID算法的数字化实 (24)第六章模型车的主要技术参数 (27)第七章结论 (28)第八章参考文献 (29)附录A 比赛源程序 (30)附录B 电路原理图 (54)前言本文设计的智能车系统以飞思卡尔半导体公司的 32 位单片机Kinetis K60微控制器为核心控制单元，在IAR v6.30开发环境中进行软件开发，采用摄像头组指定的B 型车模，使智能车在跑道上沿着两边黑线以最快的速度行驶。
第十届“飞思卡尔”杯全国大学生智能汽车竞赛技术报告摘要本文设计的智能车系统以K60微控制器为核心控制单元，基于CCD摄像头的图像采样获取赛道图像信息，提取赛道中心线，计算出小车与黑线间的位置偏差，采用PD方式对舵机转向进行反馈控制。
使用PID控制算法调节驱动电机的转速，结合特定算法分析出前方赛道信息实现对模型车运动速度的闭环控制。
为了提高模型车的速度和稳定性，我们用C++开发了仿真平台、蓝牙串口模块、SD卡模块、键盘液晶模块等调试工具，通过一系列的调试，证明该系统设计方案是确实可行的。
关键词：K60，CCD摄像头，二值化，PID控制，C++仿真，SD卡AbstractIn this paper, we will design a intelligent vehicle system based on MC56F8366 as the micro-controller unit. using the CCD image sensor sampling to the track image information to extract the track line center, to calculate the positional deviation between the car with the black line, the use of PD on the rudder. The machine turned to the feedback control. We use PID control algorithm to adjust the speed of the drive motor, combined with specific algorithms to achieve closed-loop control of the movement speed of the model car in front of the track. In order to improve the speed and stability of the model car, we use the C++ to develop a simulation platform, Bluetooth serial module, SD card module, keyboard, LCD modules, debugging tools. Through a series of debugging, the system design is feasible.Key words: K60，CCD_camera, binaryzation, PID control, C++ simulation, SD card目录第1章引言................................................................................... - 1 - 第2章系统总体设计................................................................ - 2 - 2.1 系统分析..................................................................................... - 2 - 2.2 车模整体布局............................................................................. - 3 - 2.3 本章小结....................................................................................... - 4 - 第3章系统机械设计及实现................................................... - 5 - 3.1 前轮定位的调整......................................................................... - 5 -3.1.1主销内倾..............................................................................- 6 -3.1.2 后倾角.................................................................................- 6 -3.1.3 内倾角.................................................................................- 7 - 3.2 舵机安装....................................................................................... - 8 -3.2.1 左右不对称问题的发现与解决........................................- 10 - 3.3 编码器的安装............................................................................ - 10 - 3.4 摄像头安装.................................................................................- 11 -3.4.1 偏振镜的使用......................................................................- 12 -3.4.2 摄像头的标定......................................................................- 12 - 3.5 摄像头的选用.............................................................................- 13 - 3.6 红外接收装置.............................................................................- 14 -3.7 防止静电复位.............................................................................- 15 - 3.8 本章小结.......................................................................................- 15 - 第4章硬件电路系统设计及实现 ...................................... - 16 -4.1 硬件设计方案............................................................................- 16 - 4.2 电源稳压......................................................................................- 17 - 4.3 电机驱动......................................................................................- 18 - 4.4 图像处理部分............................................................................- 19 -4.4.1 摄像头升压电路.............................................................- 19 -4.4.2 视频分离电路.................................................................- 19 -4.4.3 硬件二值化.....................................................................- 19 - 4.5 灯塔电路......................................................................................- 21 - 4.6 本章小结......................................................................................- 21 -第5章系统软件设计.............................................................. - 22 -5.1 软件流程图...............................................................................- 22 - 5.2 算法新思路...............................................................................- 23 -5.2.1中心线提取.......................................................................- 23 -5.2.2 直角检测........................................................................... - 24 -5.2.3 单线检测......................................................................... - 24 - 5.3 舵机控制.....................................................................................- 25 - 5.4 速度控制.....................................................................................- 26 - 5.5 PID算法....................................................................................- 26 - 5.6 路径优化.....................................................................................- 31 -第6章系统联调...................................................................... - 33 - 6.1 开发工具.................................................................................... - 33 - 6.2 无线调试蓝牙模块及蓝牙上位机..........................................- 33 - 6.3 键盘加液晶调试......................................................................- 34 - 6.4 TF卡调试模块.........................................................................- 34 -6.4.1 TF卡.............................................................................- 34-6.4.2 SDCH卡 .........................................................................- 35 -6.4.3 软件实现.......................................................................- 36 - 6.5 C++上位机设计........................................................................- 36 - 6.6 电源放电模块...........................................................................- 38-6.6.1 镍镉电池记忆效应…………………………………….. - 39-6.6.2 放电及电池性能检测设备…………………………….. - 39- 6.7 本章小结....................................................................................- 40 - 第7章模型车技术参数........................................................ - 41 - 第8章总结............................................................................... - 42 - 参考文献...................................................................................... - 44 -第1章引言在半导体技术日渐发展的今天，电子技术在汽车中的应用越来广泛，汽车智能化已成为行业发展的必然趋势。
比赛技术报告--光电组王奉献该智能循迹小车以MC9S12XS128单片机最小系统为核心，辅以电源模块、图像采集模块、电机驱动模块和运行调试模块。
小车通过龙邱线性CCD采集赛道信息，经过不断改进机械结构并优化算法，小车可以完美地识别各种赛道信息。
经过图像处理后，通过转向控制策略与PID算法驱动电机速度，实现路径的检测与识别。
这份技术报告中，我将通过对整体方案、软件算法、机械结构、调试参数等方面进行介绍。
一机械结构根据比赛规则，此次比赛选用C型车模，对车模本身进行改造。
①首先去除原有车模的减震模块。
（根据以往经验用处不大；且影响车模重心；占电池摆放位置）②为防止摩擦对车模前轴槽进行磨除。
③改变原有的连接方法改用硬连接。
④前轴加入垫片；增大轴距。
（不影响正常转动）⑤后轴同样处理。
（解决电机声音大的问题，齿轮咬合不好）⑥使用3D打印制作的连接座作为碳杆连接。
（注意放置在车模正中间）⑦改变主销后倾，主销内倾和前束，其具体作用见下：a 主销后倾和主销内倾都有使转向轮自动回正的作用。
但主销后倾的回正作用与车速有关，而主销内倾的回正作用与车速无关。
因此，高速时主要靠主销后倾的作用，而低速时主要靠主销内倾的作用。
b前束的作用主要是为了使车辆具有自动回正的功能。
前束一般为正。
前束过小，方向不能自动回正（前轮前束过小）；过大会导致轮胎外侧过度偏磨或者轮胎“起级”。
同时，方向盘转向较沉（前轮前束过大）。
c 主销内倾角的作用：在车载重时，能平衡掉悬挂系统因负重时产生的位移。
使车轮在车辆负重时，能垂直于地面，减小轮胎的磨损。
d 从车头望向车轮,车轮与铅垂线的夹角称为外倾角，若轮胎上端向外倾斜即左右轮呈"\/"形, 称为正外倾角,向内倾斜为负外倾角。
基本上，正外顷角的设定有较佳的灵活度，而负外顷角具较稳定的直进性。
⑧在某些位置添加垫片降低车模整体高度，提升稳定性。
（如前后轮的垫片；电机座的垫片）二软件算法A CCD介绍：CCD电荷耦合元件。
第八届“飞思卡尔”杯全国大学生智能汽车竞赛技术报告修春波I关于技术报告和研究论文使用授权的说明本小组成员完全了解第八届“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：II目录引言．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．11.1智能车制作背景．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．11.2智能车制作的意义．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．11.2技术报告内容安排说明．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．2第一章赛车基本方案设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．41.1基本原理．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．41.2基本原理控制流程图．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．4第二章赛车机械部分设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．52.1 车模系统的改装．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．52.1.1车模的简化改装．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．52.1.2底盘离地间距．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．62.1.3摄像头的安装．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．62.1.4舵机的安装．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．72.1.5电路板的安装．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．82.1.6其它机械结构的调整．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．92.2 CCD摄像头和CMOS摄像头方案的选取．．．．．．．．．．．．．．．．．．．92.2.1 CCD摄像头和CMOS摄像头的原理．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．102.2.2 CCD摄像头和CMOS摄像头的优缺点比较．．．．．．．．．．．．．．．．．．．10III2.2.3 方案选取．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．112.2.4 摄像头的安装．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．122.3测速模块的选择．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．122.3.1方案一：测速编码器．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．122.3.2方案二：光电码盘．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．122.3.3方案三：霍尔传感器．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．122.3. 4方案选择与传感器安装．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．12第三章赛车电路设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．153.1 MC9S12XS128芯片电路．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．153.1.1 MC9S12XS128芯片介绍．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．153.1.2 MC9S12XS128芯片外围电路．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．153.2电源管理电路选取与设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．163.2.1 LM1084稳压电路．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．173.2.2 MAX603稳压电路．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．183.2.3 34063升压电路．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．183.3主板电路设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．193.4 电机驱动电路选取与设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．193.5测速电路模块．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．203.4.1测速模块使用器件．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．203.4.2测速方法．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．203.5人机交换电路选取与设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．21第四章软件编写及调试．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．23IV4.1软件功能与框架．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．234.2主要算法及其实现．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．244.2.1图像采集．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．254.2.2图像数据处理和速度控制．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．274.2.3速度标志的求取．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．274.2.4电机速度控制．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．284.2.5舵机输出控制．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．294.2.6控制算法．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．314.3调试工具．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．324.3.1 BDM与CodeWarrior．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．324.3.2 EasyCAP视频采集卡．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．334.3.3无线模块．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．334.3.4 MicroSD卡．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．344.4现场运行测试．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．354.5 后期调试．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．35第五章模型车主要技术参数说明．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．35第六章总结．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．36致谢．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．38参考文献．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．38附录A：部分源代码．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．ⅠV引言智能车制作背景为加强大学生实践、创新能力和团队精神的培养，促进高等教育教学改革，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。
飞思卡尔智能车大赛总结刚进入高校半年，我就有幸参与飞思卡尔智能车竞赛。
说实话，刚报名参与这项赛事的时候我只是抱着奇怪的心态去参与，可是真的进入了这个团队的时候，我发觉这个活动是多么的吸引我，让我立刻在枯燥的学习生活中找到了乐趣。
活动现在也已经接近尾期了，回顾这一段时间在这个活动中所经受的，真是感慨万千啊。
刚进入飞思卡尔智能车竞赛的时候，由于有一些事儿，所以前两周就缺席了活动的前期培训，结果我被支配到了最终一组，最终一组的条件相对来说还是要差一点哎，当时我还挺懊丧的，可是转念一想也没什么，在哪一组都是学习的机会，即使条件再差，也要硬着头皮上，甚至要比其他组都做的更好，就像毛主席说的一句话，没有条件也要制造条件，这样想我的心情也好多了。
从这之间，我也领悟到了一个道理，没有什么事情都是根据你想的思路去进展的，对于许多的不确定因素，我们要敏捷的去处理，体验这种过程也是一种成长。
刚进入飞思卡尔智能车这个项目的时候，我对电子产品还不甚了解。
当我真正的接触到了之后，我发觉原来电子产品是这么的奇妙。
一些电子元件焊在一块小的电路板上，一块单片机，就构成了一个小小的系统，自己还可以给这个系统编入程序，让它根据你要求的指令你完成各项指令。
当老师给我们演示的时候，我当时就被深深的吸引了。
以前只是拿着做好的电子产品玩，连那些元器件也很少见，更没想到这些元器件的组合会那么的奇妙，以至于转变我们的世界，转变了我们的生活。
这次参与飞思卡尔智能车的竞赛，不仅让我学到了许多，而且也遇到一些挫折和麻烦。
在前期的培训中，各个不同专业的老师都来给我们辅导，给我们补习学问，说真的，当时参与这个活动的时候我们对这方面就是一张白纸。
从最基础的电子元器件的熟悉开头，到电路图、设计原理、焊接、再到后来kiel软件的运用和编程，虽然有许多我们现在都做的，运用的不太熟识，但是我还是很兴奋，由于它激发了我的爱好，特殊是焊接和编程这一块，使我的动手力量大大的提高了。
第八届飞思卡尔杯全国大学生智能汽车竞赛技术报告学校：华中科技大学队伍名称：华中科技大学光电一队参赛队员：带队教师：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八届“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：I目录第1章引言 (1)1.1 研究背景 (1)1.2 概述 (2)1.3 全文安排 (2)第2章电路设计 (3)2.1 电路系统框图 (3)2.2 电源部分 (4)2.3 电机驱动部分 (7)2.4 编码器 (8)2.5 陀螺仪和加速度计 (9)2.6 线性CCD (13)第3章机械设计 (15)3.1 车模的主要参数 (15)3.2 电池的固定 (16)3.3 编码器的安装 (17)第4章软件设计 (18)4.1 程序整体框架 (18)4.2 系统分析 (18)4.3 前台系统 (22)4.4 后台系统 (22)4.5 软件详细设计 (22)第5章调试 (28)5.1 信号调试 (28)5.2 巡线调试 (28)5.3 速度调试 (29)5.4 调试平台 (29)第6章K60的简介 (30)6.1 Kinetis系列 (30)6.2 K60开发环境和流程 (33)第7章全文总结 (35)7.1 智能车主要技术参数 (35)7.2 不足与改进 (35)7.3 致谢与总结 (36)参考文献 (37)附录A 源代码 (38)第1章引言1.1 研究背景教育部为了加强大学生实践、创新能力和团队精神的培养，在已举办全国大学生数学建模、电子设计、机械设计、结构设计等四大竞赛的基础上，委托教育部高等学校自动化专业教学指导分委员会主办每年一度的全国大学生智能汽车竞赛。
我校在全国“飞思卡尔杯”智能车竞赛中获佳绩
第八届全国“飞思卡尔“智能车华东赛区竞赛日前在常州大学落下帷幕，我校共获得二等奖四项，三等奖两项。
该成绩也是我校自2012年开始参加此项赛事以来所取得的最好成绩。
“飞思卡尔”杯全国大学生智能汽车竞赛由教育部高校自动化专业教指委主办，从2006年开始至今已连续举办八届，从第三届开始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，现已发展成全国30个省市自治区几百所高校广泛参与的全国性赛事。
该竞赛以智能汽车为竞赛平台，要求参赛者通过识别道路传感器、设计电机驱动电路，编写相应软件以及装配模型车，制作一个能够自主识别道路的模型汽车，在复杂多变的赛道上按照规定路线行进，完成时间最短者为优胜。
该竞赛是一项涵盖自动控制、传感技术、电子电气、计算机、机械等多学科交叉的创意性比赛，融科学性、趣味性和观赏性为一体，有助于激发大学生从事科学研究与探索的兴趣，培养团队协作的人文精神，是面向全国大学生的一种具有探索性的工程实践活动。
本届华东赛区竞赛共有来自江苏省、上海市、江西省60余所高校的260多支队伍参加。
经过激烈的角逐，由我校工业中心组织并指导的应龙队、蜃龙队、蛟龙队、虬龙队获得赛区二等奖，蟠龙队、烛龙队获得赛区三等奖。
具体获奖信息如下（按队伍排名排序）：。
2009年飞思卡尔智能车大赛特等奖技术报告(节选)作者：李嵩孙文静瞿佳璐上海大学车模的机械部分是影响其行驶性能最直接的部分，其重要性不言而喻。
一个不良的机械系统会增加控制的难度，会为车模的速度提升带来障碍。
因此，车模的机械性能应该是优先考虑的问题。
摄像头的安装大量事实证明，重心越低越好。
为降低重心，并同时保证图像视野宽度，最好的方法就是使用旋转摄像头。
在08年的第三届比赛中，摄像头-舵角连动机构在RacerX的车上取得了出人意料的成效，但也暴露出了一些机构固有的问题，其中包括：机构虚位导致摄像头定位不准，摄像头在中位附件容易振荡。
因此需要对机构进行改良。
改良方法如下。
(1) 增加自动回正机构，给旋转摄像头提供自动回正力矩，以减小机构虚位。
(2) 给旋转摄像头机构调静平衡，减少车模在过弯过程中离心力对摄像头的影响。
(3) 用滑槽代替原本中间的连杆球头，为旋转摄像头在中位附近制造一段死区，使车模在打小角度舵角时，摄像头不转，从而增加车模在直线和小S弯中的稳定性。
改良的机构三维图如图2所示。
综上所述，这是一个带有死区及自动回正机构的旋转摄像头机构。
此外，在控制方面，可以设法检测出摄像头旋转的角度，并将其反馈在控制算法里。
检测摄像头角度的方法大致有以下两种：(1) 在车头划线做标记，用摄像头检测车头标记，来判断自己所转的角度。
(2) 由于舵机S3010是模拟舵机，其中是用电位器来反馈舵角的，因此可以将此电位器的信号飞线引出来，用单片机内部AD进行采集。
偏振镜的使用由于追求更好的机械性能，我们把摄像头降低，达到降低重心的目的。
但是由此带来了反面的影响，那就是图像的形变以及受到跑道面反光的影响。
跑道上的黑线由于反光原因，摄像头检测的数据丢失黑线。
为了解决反光导致检测不到黑线的问题，我们利用了偏振镜。
偏振镜的作用其实是过滤掉某个角度的偏振光，实现检偏的作用。
当自然光经过跑道面以后，会产生偏振光，这反射的偏振光会影响到图像的采集。
"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的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：孟泽民章志诚徐晋鸿带队教师签名：陈朋朱威日期：2013.8.15摘要本文设计的智能车系统以MK60N512ZVLQ10微控制器为核心控制单元，通过Ov7620数字摄像头检测赛道信息，使用K60的DMA模块采集图像，采用动态阈值算法对图像进行二值化，提取黑色引导线，用于赛道识别；通过编码器检测模型车的实时速度，使用PID 控制算法调节驱动电机的转速和转向舵机的角度，实现了对模型车运动速度和运动方向的闭环控制。
为了提高模型车的速度并让其更稳定，我们使用自主编写的Labview上位机、SD卡模块、无线模块等调试工具，进行了大量硬件与软件测试。
实验结果表明，该系统设计方案可行。
关键词：MK60N512VMD100，Ov7620，DMA，PID，Labview，SD卡AbstractIn this paper we will design a smart car system based on MK60N512ZVLQ10 as the micro-controller unit. We use a Ov7620 digital image camera to obtain lane image information. The MCU gets the image by its DMA module. Then convert the original image into the binary image by using dynamic threshold algorithm in order to extract black guide line for track identification. An inferred sensor is used to measure the car`s moving speed. We use PID control method to adjust the rotate speed of driving electromotor and direction of steering electromotor，to achieve the closed-loop control for the speed and direction. To increase the speed of the car and make it more reliable，a great number of the hardware and software tests are carried on and the advantages and disadvantages of the different schemes are compared by using the Labview simulation platform designed by ourselves，the SD card module and the wireless module. The results indicate that our design scheme of the smart car system is feasible.Keywords: MK60N512VMD100，DMA，Ov7620，PID，Labview，SD card目录摘要 (I)Abstract (II)引言 (1)第一章系统总体设计 (2)1.1系统概述 (2)1.2整车布局 (2)第二章机械系统设计及实现 (4)2.1车体机械建模 (4)2.2车模转向轮的定位与调整 (5)2.3底盘高度及其调整 (6)2.4编码器的安装 (7)2.5舵机安装位置及结构调整 (7)2.6舵机转角分析 (8)2.7摄像头的安装 (8)第三章硬件系统设计及实现 (10)3.1硬件设计方案 (10)3.2电路设计方案 (10)3.2.1单片机最小系统板 (10)3.2.2电源稳压电路及检测电路 (11)3.2.3图像处理电路 (12)3.2.4电机驱动电路 (13)3.2.5舵机接口电路 (14)3.2.6拨码开关电路 (14)第四章软件系统设计及实现 (16)4.1赛道双边线提取及优化处理 (16)4.1.1原始图像的特点 (16)4.1.2普通赛道提线 (17)4.1.3特殊赛道提线 (19)4.1.4偏差量的计算 (21)4.1.5路径选择 (21)4.2 PID 控制算法介绍 (22)4.2.1位置式PID (23)4.2.2增量式PID (23)4.2.3各种改进型PID (24)4.2.4PID参数整定 (25)4.3转向舵机的PID控制算法 (25)4.4驱动电机的PID控制算法 (26)4.5速度决策算法 (26)4.6路径识别算法 (28)第五章系统开发及调试 (29)5.1开发工具 (29)5.2上位机图像显示 (29)5.2.1Labview 上位机 (29)5.3 SD卡模块 (30)5.3.1SD卡介绍 (30)5.3.2SPI总线介绍 (31)5.3.3硬件电路实现 (31)第六章模型的主要技术参数 (32)结论 (33)参考文献 (34)附录：程序源代码 (35)引言引言“飞思卡尔”杯智能汽车竞赛是受教育部高等教育司委托，高等学校自动化专业教学指导委员会负责主办全国大学生智能车竞赛。
