山东赛区光电组山东大学电动拖拉机队技术报告.pdf

第十届全国大学生 “飞思卡尔杯”智能汽车竞赛 技 术 报 告 学 校：山东大学 队伍名称：电动拖拉机 参赛队员：何欣栋 南泽平 张海成 带队教师：段彬 目录 前言2 第一章 方案设计2 1.1 系统总体方案的设计2 1.2 小结3 第二章 智能汽车机械结构调整与优化3 2.1 车模选型3 2.2 电池的安装3 2.3 线性CCD 的安装4 2.4 编码器安装5 2.5 加速度计和陀螺仪的安装5 2.6 电路板的安装5 2.7 电机的安装5 2.8 小结6 第三章 智能汽车硬件电路设计6 3.1 主控板设计6 3.1.1 电源管理模块6 3.1.2 电机驱动模块7 3.1.3 接口模块8 3.2 智能汽车传感器9 3.2.1 线性 CCD 传感器9 3.2.2 编码器9 3.4 液晶屏9 3.5 小结9 第四章 智能汽车控制软件设计 10 4.1 线性 CCD 传感器路径精确识别技术 10 4.1.1 新型传感器路径识别状态分析 10 4.1.2 线性 CCD 传感器路径识别算法 10 4.2 弯道的处理 11 4.2.1 弯道策略分析 11 4.3 直立控制 11 4.4 速度控制 12 4.5 转向环控制 12 4.6 障碍的处理 12 4.7 小结 13 第五章 开发工具、制作、安装、调试过程 13 5.1 开发工具 13 5.2 调试过程 13 结论 14 参考文献 14 附录：部分程序源码 14 1 前言 全国大学生“飞思卡尔”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，使用飞 思卡尔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，赛道两侧边沿有宽为 25mm 的连续黑线作为引导线。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。 在本次比赛中，本组使用大赛组委会统一提供的竞赛车模，采用飞思卡尔 32 位微控制 器KEA 128 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，分别在机械结构、硬件和软件上都进行过改进，硬件上主要是考虑并实践各种 传感器的布局，改进驱动电路，软件上先后进行了几次大改，小车的寻线方式采用适应性较 强的优化的位置加权的方法。控制算法