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第十二届飞思卡尔杯全国大学生智能汽车竞赛技术报告

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第十二届“飞思卡尔”杯全国大学生 智能汽车竞赛 技 术 报 告
学
校：石家庄学院
队伍名称：超电磁炮 参赛队员：王振良、王宇宁、孙一铭、解红体方案设计 ----------------------------------------------------------------------------------------------- 5 第二章 智能车机械结构调整 ------------------------------------------------------------------------------------- 5 2.1 主销内倾----------------------------------------------------------------------------------------------------- 6 2.2 主销后倾----------------------------------------------------------------------------------------------------- 6 2.3 前轮外倾角------------------------------------------------------------------------------------------------- 7 2.4 前轮前束 ---------------------------------------------------------------------------------------------------- 8 2.5 舵机的安装 ------------------------------------------------------------------------------------------------- 9 2.6 编码器的安装 ------------------------------------------------------------------------------------------- 10 2.7 智能车重心的调整 -------------------------------------------------------------------------------------- 11 第三章 智能车硬件设计 ---------------------------------------------------------------------------------------- 11 3.1 电源模块 -------------------------------------------------------------------------------------------------- 11 3.2 传感器模块----------------------------------------------------------------------------------------------- 12 3.3 电机驱动模块 ------------------------------------------------------------------------------------------- 13 3.4 舵机模块 -------------------------------------------------------------------------------------------------- 14 3.5 起跑线检测模块 ---------------------------------------------------------------------------------------- 14 3.6 最小系统板设计 ---------------------------------------------------------------------------------------- 14 3.7 系统主板整体设计 ------------------------------------------------------------------------------------- 15 第四章 智能车控制软件设计 ----------------------------------------------------------------------------------- 16 4.1 软件设计总述 ------------------------------------------------------------------------------------------- 16 4.2 电机 PID 控制 ------------------------------------------------------------------------------------------- 16 4.3 舵机 PID 控制 ------------------------------------------------------------------------------------------- 18 4.4 传感器数据的处理 ------------------------------------------------------------------------------------- 18 4.5 双车距离控制 ------------------------------------------------------------------------------------------- 18 第 5 章 开发工具、制作、安装、调试过程 ---------------------------------------------------------------- 19 5.1 软件编译环境 -------------------------------------------------------------------------------------------- 19 5.2 显示模块--------------------------------------------------------------------------------------------------- 20 5.3 无线调试模块 ------------------------------------------------------------------------------------------- 20 5.4 上位机调试 ----------------------------------------------------------------------------------------------- 21 模型车的主要技术参数说明 ------------------------------------------------------------------------------------- 23 总结 --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 24 参考文献 --------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 25 附录：程序源代码 -------------------------------------------------------------------------------------------------- 26

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全国大学生智能汽车竞赛比赛参考技术规范

全国大学生智能汽车竞赛比赛参考技术规范

第四届全国大学智能汽车竞赛赛区现场比赛参考规范（草稿）为了统一各分赛区和决赛区在现场比赛过程中标准，本文档给出了比赛组织、比赛流程、技术检查、现场裁判、补赛、现场表演以及奖项设置等方面的规范。

各分赛区和决赛组组委会可以参照该规范确定比赛细则和标准。

一、 比赛组织工作规范：根据《全国大学智能汽车竞赛章程》，各赛区组委会成立相应组织保证现场竞赛的顺利进行，其中包括：1、竞赛会务组（秘书组）：整体负责本赛区现场竞赛的组织、宣传以及会务等工作，确定并公布比赛成绩和获奖名单，协调各方面的工作。

由赛区组委会所在学校的教师组成。

2、竞赛裁判组：负责预赛、决赛现场比赛过程组织、赛车成绩计时、违规判定以及成绩记录等。

由赛区组委会所在学校的教师、学生志愿者组成。

裁判组人员数量、职能参照后面第四节“比赛裁判规范”。

3、专家技术组：按照竞赛规则负责检查各参赛队伍提交赛车技术状况，向组委会提交车模技术检查结果。

由赛区组委会所在学校聘请相关专业的教师和大赛秘书处技术组成员组成。

专家组对于赛车进行技术检查的标准参加后面第三节“赛车技术检查规范”。

4、仲裁委员会：监督大赛比赛进行，负责接受参赛队申诉、反馈意见，对于现场出现的意外情况给出仲裁意见。

仲裁委员会成员应包括承办学校的组委会成员、其他学校教师、自动化教执委成员、飞思卡尔公司代表、竞赛秘书处成员等。

以上的“竞赛裁判组”、“专家技术组”、“仲裁委员会”成员名单应该在比赛开幕式上进行宣布。

二、 比赛流程规范：1、参赛队伍报道：参赛队伍报道地点可以在组委会统一安排的会议室进行，也可以在参赛队伍宿地点进行。

参赛队伍报道主要完成一下工作：a)确认参赛队伍最终学生和指导教师的信息。

该信息一经确认，将不再更改，它将是最终获奖证书的名单信息。

特别注意：在预赛、决赛比赛成绩公布之后、获奖证书颁布之前不再接受各参赛队伍提出的更改信息的请求。

b)领取比赛日程安排，其中应该包括有比赛各个环节的时间节点和场地地点。

第四届全国“飞思卡尔”杯广东技术师范学院机电之星技术报告

第四届全国“飞思卡尔”杯广东技术师范学院机电之星技术报告

远红外探测器 舵机 电机及测速 电气部分
近红外探测器
2.1.2
车辆机械部分的设计
参赛车辆是由组委会统一下发的，车辆运动部分是禁止改动的，这样，我 们主要从提高车辆对路况的判别，同时，更好的控制车辆方面进行了总体设计。 设计步骤： 首先用购买的一种较便宜，容易改装的模型车初步设计方案，结合控制算 法进行调试。 在经过调试确定最佳方案后，对实际比赛车辆提出最终方案。并利用简易 支架进行固定。通过试车进行调整。 确定最终方案。定做了 PCB 板，利用轻质塑料板材进行机械加工。尽可能 将重量压缩到最小，同时保证安装质量。
III
第一章
引言
智能汽车的行驶控制一直以来是自动化、汽车等学科研究的目标，首届“飞 思卡尔”杯全国大学生智能车大赛以邀请赛的方式使更多的学校和同学有了探 索的机会。现在历经四届，每一届都较前一届无论是速度还是稳定性都有新的 突破。大学生智能模型车竞赛是在飞思卡尔半导体公司资助下举办的以 HCS12 单片机为核心的大学生课外科技竞赛。组委会将提供一个标准的汽车模型、直 流电机和可充电式电池，参赛队伍要制作一个能够自主识别路线的智能车，在 专门设计的跑道上自动识别道路行驶，谁最快跑完全程而没有冲出跑道，谁就 是获胜者。 为了追求小车的高速和稳定的目的，人们对人工智能与机器人技术，汽车 技术，自动控制技术各方面都进行了更广泛、更深入的层面展开研究 ,这样无疑 对学术研究和生产应用都有很强的实际意义。比赛涉及到的专业知识有自动控 制、模式识别、传感技术、汽车电子、电气、计算机、机械等多个学科，对学 生的知识融合和实践动手能力的培养有重大的意义，对高等学校控制及汽车电 子学科学术水平的提高，具有良好的长期推动作用 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、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MC9S12XS128为控制核心，并采用CodeWarrior软件编程和BDM作为 调试工具。运用反射式红外传感器进行道路信息采集，并采用PWM技术来控制舵 机的转向和电机转速。舵机控制主要采用PWM信号开环控制,而速度控制方面， 由数据表来设定速度，PID控制来调整速度。通过将总线频率超频到40M来更快 更准确地进行控制。各个部分经过MCU的协调处理，能够以较快的速度在指定的 轨迹上行驶，在进弯道之前能够提前减速并改变角度，达到平滑过弯和减小路 程的效果。 本报告分为六个章节：第一章为引言介绍；第二章主要介绍了智能车机械 设计与安装；第三章主要介绍了智能车硬件电路设计；第四章为智能车软件设 计；第五章为智能车技术参数说明；第六章为总结。
北京邮电大学-PICACHU技术报告

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II
摘要
本文以第六届飞思卡尔智能车竞赛为背景,介绍了北京邮电大学智能车摄像头 PICACHU 组的同学进行赛车调试和改装的过程。比赛采用大赛组委会提供的 1:12 仿真车 模, 以 freescale 半导体公司的 MC9S12XS128 单片机为核心,通过摄像头检测车模视野范围内的路 况和赛车运动方向,结合相应算法完成路线识别和行进控制。 在摄像头识别路线方案当中,黑线的提取显得尤为重要。我们使用外部 AD 结合动态 阈值和区域搜索进行黑线的提取,经过大量的验证,证明可行可靠。为了在赛场可以脱离电脑 进行参数修改，我们开发了单片机片内 FLASH，以便使用键盘修改参数。 为提高赛车的稳定性和速度,我们降低了模型车重，以获得更好的加减速效果。摄像 头连杆使用碳纤维材料固定，稳定可靠。为更好的分析这些数据,我们 MATLAB 软件观测 摄像头采集的灰度图像，用于车模调试。在 进行大量的数据分析以及调试之后,证明该方案 可行有效。 关键字:飞思卡尔智能车 MC9S12XS128 单片机 FLASH 摄像头 PID
参赛队员签名： 带队教师签名：
日
期：
I
目录
摘要 .......................................................................................................................................... III 第一章 引 言 ........................................................................................................................... 1 第二章 赛车整体设计 ............................................................................................................. 3 2.1 车模整体布局 ................................................................................................................ 3 2.2 硬件结构参数 ................................................................................................................ 4 第三章 机械改造设计 ............................................................................................................. 9 3.1 舵机架构设计 ................................................................................................................ 9 3.2 底盘设计...................................................................................................................... 10 3.3 传感器的安装 .............................................................................................................. 11 第四章 系统硬件设计与实现 ............................................................................................... 13 4.1 电源电路设计 .............................................................................................................. 13 4.2 视频信号处理电路设计 .............................................................................................. 14 4.3 驱动电路设计 .............................................................................................................. 16 4.4 液晶与键盘电路设计 .................................................................................................. 16 4.5 核心板设计 .................................................................................................................. 17 第五章 软件设计 ................................................................................................................... 19 5.1 5.2 5.3 5.4 软件设计总思想...................................................................................................... 19 黑白阈值计算.......................................................................................................... 21 速度信息提取.......................................................................................................... 21 转向及速度控制算法.............................................................................................. 22
北航天龙队技术报告

北航天龙队技术报告

第一届全国大学生智能汽车邀请赛技术报告第一届“飞思卡尔”杯全国大学生智能汽车邀请赛技术报告参赛选手张振宇吴耀范哲指导教师徐鹏飞2006年8月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：张振宇参赛队员签名：吴耀参赛队员签名：范哲带队教师签名：徐鹏飞日期：2006年8月摘要 (5)1 绪论 (3)1.1 项目背景及目的 (3)1.2 本文研究重点及方法 (3)1.3 论文构成 (4)2 系统总体方案设计 (5)2.1 设计思路简要说明 (5)2.2 寻线传感器方案设计 (5)2.2.1 光电传感器 (5)2.2.2 排布方案选择及原理说明 (6)2.3 CCD在系统中的应用 (6)3 系统硬件电路设计 (8)3.1 总体方案设计 (8)3.1.1 硬件选型 (8)3.1.2 硬件结构设计框图 (8)3.2 各功能模块电路设计 (9)3.2.1 控制单元 (9)3.2.2 供电单元 (10)3.2.3 信号采集单元 (11)3.2.4 电机驱动单元 (12)3.3 舵机驱动单元 (12)4 系统软件设计 (14)4.1 系统控制核心算法结构 (14)系统软件功能模块设计 (15)4.2 (15)4.2.1 CCD传感器图像处理 (15)4.2.2 PID算法 (15)4.2.3 光电传感器信号采集处理及小车状态检测校正算法 (16)4.2.4 软件设计流程 (17)5 总结 (19)5.1 说明.............................................. 错误！未定义书签。

5.2 系统实验过程简介 (19)5.3 试验所得参数 (20)5.4 智能汽车技术指标 (20)5.5 目前尚存在的不足与改进方向 (20)附录A 智能车软件程序（核心程序部分） (22)摘要该项目以第一届“飞思卡尔”杯全国大学生智能车为依托，主要目的是以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 和在线调试工具等材料为基础，在车模平台基础上，制作一个能够自主识别路线的智能车，在专门设计的跑道上进行自动识别道路行驶。