智能车设计1分析.ppt

FREESCALE智能车硬软件设计 本讲主要内容 1、智能车外观介绍 2、智能车硬件部分介绍 3、智能车软件设计 4、高级技巧—车体的改装 5、有待实现的技术 1、智能车外观介绍 路径检测装置 使用红外传感器（红外对管）或摄像头 用于路径（直道、转弯、交叉）的识别 对管多个一起使用，摄像头一个即可 前后轮 前轮负责转向 后轮负责动力 橡胶质地，内部塞有海绵，可以更换 舵机 PWM波输入，控制左、右转向 驱动电压：6V 马达：Tricore GM1510 体积：40.0*20*38.1 [mm] 重量：41g 引线长：300mm 动作角度：60±10 详细参数请参阅技术手册 直流电机 驱动电压：7.2V 工作温度：10—30摄氏度 无负荷转速：最小12000rpm 无负荷电流：最大630mA 详细参数请参阅技术手册 镍镉电池 标称电压：7.2V（实际要高于这个值） 正确充电 不正确充电会缩减电池寿命 使用防过充的充电器 合理放电 不合理放电会降低电池容量 放电不可以越过阀值（不可过量放电） 电池电压过低会造成摄像头、电机驱动芯片工作异常 电机驱动板 独立的PCB板，安装在直流电机上方 使用两片MC33886并联 PWM控制 主控板 最小系统板插口 电源电路，输出7.2V，6V和5V 电机驱动电路（两片MC33886并联） 视频分离电路* 拨码开关 舵机，电机，摄像头，对管阵等插头 2、智能车硬件部分介绍 车模的组装 各个零部件的安装 电池的安装 舵机的安装 摄像头/红外对管的安装 主控板的安装 码盘的安装 2、智能车硬件部分介绍 控制电路介绍 RPR220对管路径检测电路 MC33886电机驱动电路 舵机控制电路 拨码开关电路 电路连接方法 视频分离电路* 各个零部件的安装 包括舵机的安装、对管加固连接部分的安装等等。 主要参考车模的配套资料。 赛道说明 赛道路面用专用白色基板制作 中心有连续黑线作为引导线，黑线宽25mm 跑道最小曲率半径不小于500mm 跑道可以交叉，交叉角为90° 赛道直线部分可以有坡度在15度之内的坡面道路，包括上坡与下坡道路 赛道有一个长为1000mm的出发区 2007年华北区预赛适应赛道 2007年华北区预赛比赛场地 RPR220红外传感器工作原理 RPR220对管路径检测电路 多个RPR220的使用 多个RPR220的使用 黑线位置信息的使用 根据黑线位置控制舵机及时转向 如果黑线位置很偏，则认为车即将冲出跑道，必须减速 如果检测不到黑线，则认为车已经冲出跑道，可以停车或者极限转弯 MC33886电机驱动电路 MC33886简介 PWM输入频率为20KHz，使用PWM3 可以输出6A的直流电流 工作电压为5~36V 四象限操作 两片并联使用可以增大驱动能力，减少单片发热量 舵机控制电路 舵机由7806提供6V电压 使用DG128单片机的PWM1 输入 PWM波占空比越小，左转 角度越大；反之，右转角度 越大。 舵机的中心点必须由实验确定。 拨码开关电路 可以实现无程序下载的参数修改 在比赛时具有非常重要的意义 电路连接方法 电机：连接到MC33886的OUT1和OUT2提供驱动电流。 舵机：通过插头连接PWM1，6V和GND。 电池：通过插头固定到主控板电源。 路径检测板：通过插头接入VCC和GND，11路模拟量信号接到单片机的A/D引脚。 最小系统板：编程完毕后直接插到主控板。 3、智能车软件设计 路径检测、判断与转向 速度控制 SCI通信 路径检测与判断原理 通过传输而来的11个模拟量值和门限值生成11个数的数组，通过数组内0的位置判断路径所在。 其中模拟量转化为数字量时，用实际模拟量减去门限，若大于0（白底）则为1，若小于0（黑线）则为0。 路径检测与判断 AnalogToDigital()函数 负责把模拟序列转换为数字序列，门限值为自定义的合适值（680）。 如：550、521、710、725、715、769 转换为：0，0，1，1，1，1 再如：729，756，436，690，703，841 转换为：1，1，0，1，1，1 转换完成后用程序判断黑线位置，给出位置编号。 位置标号规则 由于线宽2.5cm，只可能有1-2个对管同时检测到黑线。 不可能没有对管检测到黑线，除非出跑道 不可能有3个对管检测到黑线，黑线宽度不够 定义检测不到黑线的状态（state）为250 检测到黑线的状态为-10（极右）~10（极左） 位置编号的判断 根据位置标号转向 位置编号为0，路径在正中央，不需要转向 位置编号为正，路径偏左，需要左转向，PWM1的占空比需要减小 位置编号为负，路径偏右，需要右转向，PWM1的占空比需要加大 位置编号为255，已经偏离赛道，转其他控制