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第十一届智能车技术报告_阿坝师范学院

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第十一届全国大学生智能汽车竞赛技术报告

第十一届全国大学生“恩智浦”杯

智能汽车竞赛

技 术 报 告

学 校：阿坝师范学院

队伍名称：疾风队

参赛队员：李莉莉

彭文纹

冉小雪

带队教师：刘德春

杜路泉

第十一届全国大学生智能汽车竞赛技术报告 第十一届全国大学生飞思卡尔杯智能汽车竞赛技术报告

摘 要

本文以第十一届全国大学生智能车竞赛为背景, 介绍了小车控制系统的软硬件结构和开发流程。我们组的车模采用大赛组委会统一指定的C型车模，以恩智浦半导体公司生产的16位单片机MK60DN512VLL10为核心控制器，在IAR开发环境中进行软件开发。车模上的两个TSL1401线性CCD用于检测赛道信息，采集到的赛道信息经过单片机MK60DN512VLL10处理后进行路径规划，从而控制舵机的转向；通过编码器检测模型车的实时速度，经过调整车模后轮之间的差速后实现转向，再使用PID控制算法调节驱动电机的转速和舵机转向的角度，从而实现了对模型车运动速度和运动方向的控制。整个系统涉及硬件电路设计、控制策略、整车机械架构等多个方面。经过大量硬件与软件测试，确定了现有的整车架构和相关控制参数，经过实验，该系统设计方案确实可行。

关键字：MK60DN512VLL10单片机TSL1401线性CCD 编码器 舵机 PID算法

第十一届全国大学生飞思卡尔杯智能汽车竞赛技术报告

目 录

引 言 ...................................................................... 3

第一章 方案设计 ............................................................. 4

1.1 系统总体方案选定 .............................................................................................................. 4

1.2 系统总体结构 ...................................................................................................................... 4

第二章 传感器安装及布局 ..................................................... 7

2.1线阵CCD传感器布局与安装 ............................................................................................ 7

2.2 速度传感器 .......................................................................................................................... 8

2.3 红外对管传感器 .................................................................................................................. 9

第三章 机械结构分析及调节 .................................................. 10

3.1车体机械 ............................................................................................................................. 10

3.2 车模转向舵机机械结构的设计 ....................................................................................... 10

3.3 车模机械调整 .................................................................................................................... 11

第四章 硬件电路设计 ........................................................ 12

4.1 单片机最小系统 ................................................................................................................ 12

4.2 电源模块 ............................................................................................................................ 12

4.3 电机驱动模块 .................................................................................................................... 14

4.4 起跑线模块 ........................................................................................................................ 14

4.5辅助调试模块 ..................................................................................................................... 15

第五章 系统软件平台 ........................................................ 17

5.1 软件开发平台 .................................................................................................................... 17

5.2 软件系统总体设计 ............................................................................................................ 17

5.3速度与转角控制及算法 .................................................................................................... 20

5.4 弯道控制策略 .................................................................................................................... 21

第六章 车模技术参数 ........................................................ 22

第七章 总结 ................................................................ 23

致谢 ....................................................................... 24

参考文献 ................................................................... 25

附录1：源代码 ............................................................. 26

附录2：PCB图 .............................................................. 49 第十一届全国大学生飞思卡尔杯智能汽车竞赛技术报告

引 言

全国大学生恩智浦杯智能汽车竞赛是受教育部高等教育司委托，由教育部高等学校自动化专业教学指导分委员会主办全国大学生智能汽车竞赛。该竞赛是以智能汽车为研究对象的创意性科技竞赛，是面向全国大学生的一种具有探索性工程实践活动，是教育部倡导的大学生科技竞赛之一。全国大学生“恩智浦”杯智能汽车竞赛是以“立足培养、重在参与、鼓励探索、追求卓越”为宗旨，鼓励创新的一项科技竞赛活动。竞赛要求在规定的汽车模型平台上，使用恩智浦半导体公司的微控制器作为核心控制模块，通过增加道路传感器、电机驱动模块以及编写相应控制程序，制作完成一个能够自主识别道路的模型汽车。智能汽车竞赛的赛道路面为宽度不小于45cm的白色面板，赛道两边是宽度为25mm的连续黑线。参赛队员的目标是模型汽车需要按照规则以最短时间完成单圈赛道。

本次比赛中，本组使用大赛组委会统一提供的竞赛车模，采用恩智浦16 位微控制器MK60DN512VLL10作为核心控制单元，自主构思控制方案及系统设计，包括传感器信号采集处理、控制算法及执行、动力电机驱动、舵机控制等，最终实现一套能够自主识别路线，并且可以实时输出车体状态的智能车控制硬件系统。 在制作小车的过程中，我们对小车的整体构架进行了深入的研究，分别在机械机构、硬件和软件上都进行更进，硬件上主要是考虑传感器的布局并实践该布局的可行性；软件上，小车的寻线方式是以赛道中间往两边搜线。控制算法上，对于PID进行探索与运用。 本报告将从硬件到软件一一的为大家呈现该系统的设计方案和制作过程。 第十一届全国大学生飞思卡尔杯智能汽车竞赛技术报告

第一章 方案设计

本章主要介绍智能汽车系统总体方案的选定和总体设计思路，在后面的章节中将整个系统分为方案设计、传感器布局、机械结构、硬件模块、控制算法等五部分对智能汽车控制系统进行深入的介绍和分析。

1.1 系统总体方案选定

经过对往届飞思卡尔竞赛的技术报告和规则进行了解，我们深知识别路径模块

对于智能汽车来说是关键模块之一，其模块的差别直接关系到智能汽车的最终性能

优劣。

在比赛中，规则规定识别路径模块的传感器需要用线性CCD来进行采集赛道

信息，我们对比了多种线性CCD传感器，最后我们决定使用逐飞科技的TSL1401

线阵CCD传感器。其虽然线阵CCD前瞻距离有限，但是其信号处理速度快，电路

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智能小车实习报告

智能小车实习报告

智能循迹避障小车

设计报告

学院名称： 机械工程学院

专业班级： 光信息1202

学生姓名：石云杰、李志岗、李召旭

学生学号： **********、54、46

摘要

根据小车各部分功能,模块化硬件电路,并调试电路。将调试成功的各个模块逐个地“融合”成整体,再进行软件编程调试,直到完成小车,使小车智能地循迹、避障。利用红外线传感器检测黑线与障碍物，当左边传感器检测到黑线时，小车往左边偏转，右边的传感器检测到黑线时，小车往右边偏转。当前边用于避障的传感器检测到障碍物时，小车往左偏转避开障碍物后，回到原轨道。以STC12C5A60S2单片机为控制芯片控制电动小车的速度及转向，从而实现自动循迹避障的功能。其中小车驱动由L298N驱动电路完成，速度由单片机控制。

关键词：AT89S52单片机； L298N；红外对管；智能小车

一、 背景

随着汽车工业的迅速发展，关于汽车的研究也就越来越受人关注。全国电子大赛和省内电子大赛几乎每次都有智能小车这方面的题目，全国各高校也都很重视该题目的研究。

自第一台工业机器人诞生以来，机器人的发展已经遍及机械、电子、冶金、交通、宇航、国防等领域。近年来机器人的智能水平不断提高，并且迅速地改变着人们的生活方式。人们在不断探讨、改造、认识自然的过程中，制造能替代人劳动的机器一直是人类的梦想。

随着科学技术的发展，机器人的感觉传感器种类越来越多，其中视觉传感器成为自动行走和驾驶的重要部件。视觉的典型应用领域为自主式智能导航系统，对于视觉的各种技术而言图像处理技术已相当发达，而基于图像的理解技术还很落后，机器视觉需要通过大量的运算也只能识别一些结构化环境简单的目标。视觉传感器的核心器件是摄像管或CCD，目前的CCD已能做到自动聚焦。但CCD传感器的价格、体积和使用方式上并不占优势，因此在不要求清晰图像只需要粗略感觉的系统中考虑使用接近觉传感器是一种实用有效的方法。

智能车技术报告(新)

智能车技术报告(新)

南京工业大学信息学院电子设计大赛（智能车）

技 术 报 告

学 校： 南京工业大学

专 业： 电子信息工程

参赛队员： 沈春娟 袁乐乐 袁冯杰

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欢迎下载 2 引言

根据本次比赛规则的要求,结合“飞思卡尔”的一些要求，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STC12C5A32S2单片机处理输出控制信号，通过电机驱动控制两个直流电机的转速，实现智能车快速寻迹的目的。

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。 利用PWM技术对直流电机进行速度调节，两轮驱动，运用两个直流电机转速差异进行方向的控制调节。

本文所述智能车寻迹系统采用红外反射式传感器识别路径上的黑线，通过PWM技术对两个直流电机的速度进行控制，由速度差决定转向的角度，使用开环控制结合PD算法对速度进行简单修正实现直流电机的速度控制。该系统以STC公司的生产的单片机STC 12C5A32S2为控制核心，主要由电源模块、核心控制模块、路径识别模块、（车速检测模块）和直流驱动电机控制模块组成。为了使智能车更加快速、平稳、准确地行驶，本系统将路径识别，车速的快速检测与响应，电机和直流驱动电机的正确控制紧密地结合在一起。

技术报告共分为五个部分：第一部分为引言；第二部分是智能车系统设计，介绍智能车总体设计和软、硬件设计及实现方案；第三章是控制算法设计，详述智能车软件实现；第四章是实验验证；第五章是总结。

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欢迎下载 3 智能车系统设计

一． 硬件设计

本系统硬件部分由电源模块、主控制器模块、路径识别模块、（车速检测模块）和直流驱动电机控制模块组成，系统硬件结构如图所示。

1. 主控制器模块

本系统中，主控制器模块采用STC 12C5A32S2单片机。STC公司的单片机STC 12C5A32S2主要特点就是功能高度的集中，并且易于扩展，超强抗干扰，超强抗静电，低功耗。拥有2个16位定时器(兼容普通8051定时器T0/T1)，2路PCA 可再实现2个定时器，拥有8通道、10位高速ADC，速度可达25万次/秒，2路PWM还可当2路D/A使用。该单片机的运算能力强，自由度大，软件编程灵活。支持C语言程序设计、汇编语言程序设计以及C语言与汇编语言的混合程序设计，在系统可编程,无需编程器,无需仿真器，极大地方便了用户的使用，提高了系统开发效率。我们选择这款单片机主要是因为该单片机集成了两路可编程计数器阵列(PCA)模块，可用于脉宽调制(PWM)输出，来控制车轮的转速。

智能车总决赛报告

智能车总决赛报告

智能车总决赛报告

经过了校内赛、华东赛、总决赛这么半年多的时间，对于光电组智能车的比赛，可以说略有见解。本来不喜欢写报告，但是折腾了这么久了，没有经验也有很多教训啊。为了让后辈引以为鉴，不要重蹈覆辙，我决定写这篇废话连篇的报告，见笑了。

智能车比赛之教训——

一、校内赛：电路板设计太磨蹭

校内赛时，我们倒数第五天拿到板子，焊接测试飞线之后，倒数第三天晚上才上跑道，这么短的时间，根本没有机会调试算法。

二、华东赛：比赛前两天不要再改硬件，好好调软件

华东赛时，我们最后一段时间，天天改硬件，疯狂的时候一天改好几次，改完又重调参数，几乎调疯了，幸亏倒数第二天把所有的硬件的都胶住了，不能再改硬件，最好一天让它勉强跑下来。硬件可以改，但要有方向有目的的改，不要老是试试看。每试一次，你知道要耗费多少时间多少能量吗？即使没有消耗，你也会煩死。

三、总决赛：抗干扰能力差

检测方案：（测得光电管检测点所在直线与黑线的交点与车身前后轴心的距离）

1，分时驱动发光管

IO口控制MOS管，驱动发光管亮1/4个控制周期，即为0.5ms

2，AD采样检测值，多次采样中值滤波（经过试验控制周期很短当时没有滤波必要）

在开启驱动前检测一次光电管，即为环境值；关闭驱动前检测一次光电管，即为复合值；实际值为没有环境光影响下的光电管检测值，即为复合值减去环境值（假设此光强下光电管的接收管依旧工作在线性区）。

3，测定参数（足够长时间内每个光电管在黑线与白色跑道上的最大最小值）

在跑道同一处测定光电管正对黑线和正对白色跑道的检测值，即为检测的最大最小值。

4，归一化处理：

]min[_]max[_][]max[_][_iLampiLampiLampiLampisigmaLamp

其中Lamp_sigma为归一化值，Lamp_max为最大值，Lamp为当前测量值，Lamp_min为最小值。归一化值即为该光电管检测到的灰度值。

5，加权平均求偏心距：

智能汽车网联实训报告范文

智能汽车网联实训报告范文

一、实训背景

随着科技的飞速发展，智能汽车已成为未来汽车工业的重要发展方向。为了适应这一趋势，我国教育部联合相关部门推出了智能汽车网联实训课程，旨在培养学生掌握智能汽车网联技术的基本理论、设计方法和实际操作技能。本报告将总结本次实训课程的学习成果和心得体会。

二、实训内容

本次实训课程主要包括以下内容：

1. 智能汽车基础知识

- 智能汽车定义与分类

- 智能汽车关键技术

- 智能汽车发展现状与趋势

2. 智能汽车网联技术

- 车载网络通信技术

- 智能车载传感器技术

- 智能车载信息处理技术

- 智能车载控制技术

3. 智能汽车网联系统设计

- 系统架构设计

- 硬件平台选型

- 软件平台开发

- 系统测试与优化

4. 智能汽车网联实验

- 车载网络通信实验

- 智能车载传感器实验 - 智能车载信息处理实验

- 智能车载控制实验

三、实训过程

1. 理论学习

- 通过查阅资料、课堂讲解等方式，深入学习智能汽车网联技术的基本理论。

- 结合实际案例，分析智能汽车网联技术的应用和发展趋势。

2. 系统设计

- 在导师的指导下，完成智能汽车网联系统的设计方案。

- 进行系统架构设计、硬件平台选型、软件平台开发等工作。

3. 实验操作

- 根据实验指导书，完成各项实验操作。

- 分析实验数据，验证实验结果，并找出存在的问题。

4. 系统测试与优化

- 对设计的智能汽车网联系统进行测试，确保系统功能完善、性能稳定。

- 根据测试结果，对系统进行优化，提高系统性能。

四、实训成果

1. 理论知识

- 掌握了智能汽车网联技术的基本理论，包括车载网络通信、智能车载传感器、智能车载信息处理和智能车载控制等方面的知识。

2. 设计能力

- 具备了智能汽车网联系统设计能力，能够根据实际需求进行系统架构设计、硬件平台选型和软件平台开发。