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第三届“飞思卡尔”杯全国大学生 智能汽车邀请赛 技 术 报 告 学 校：北京理工大学 队伍名称：傲雄车队 参赛队员：刘鑫 杨磊 韩立博 带队教师：张幽彤 冬雷 关于技术报告和研究论文使用授权的说明 本人完全了解第三届“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：刘鑫 杨磊 韩立博 带队教师签名：张幽彤 日 期：2008.8.20  摘 要 本文介绍了北理傲雄车队队员们在准备第三届Freescale智能车大赛过程中 的工作成果。智能车的硬件平台采用带MC9S12DP512处理器的S12环境，软件 平台为CodeWarrior IDE 4.6开发环境，车模采用大赛组委会统一提供的1：10 的 仿真车模。文中介绍了智能小车控制系统的软硬件结构和开发流程。 整个系统涉及车模机械结构调整、传感器电路设计及信号处理、控制算法和 策略优化等多个方面。为了提高智能赛车的行驶速度和可靠性，试验了多套方案，并进行升级，结合Labview 仿真平台进行了大量底层和上层测试，最终确定了现有的系统结构和各项控制参数。 关键字：智能车，激光管，PID控制 第一章 引言 1 1.1 赛事介绍 1 1.2 方案介绍 1 1.3 技术报告内容安排 2 第二章 技术方案概要说明 3 第三章 机械设计 4 3.1 PCB板的安装 4 3.2 前轮参数调整 5 3.3 舵机的升高方案 6 3.4 齿轮传动机构调整 7 3.5 速度传感器的安装固定 7 3.6. 后轮差速机构调整 8 第四章 硬件电路设计 9 4.1 S12单片机最小系统 9 4.2 路线识别电路设计 12 4.3 电源管理电路设计 14 4.4 电机驱动电路设计 15 4.5 串行通讯接口电路 15 4.6 速度检测模块 16 4.7 现场调试模块 17 第五章 软件设计 19 5.1 主程序设计 19 5.2 总体控制流程图 19 5.3 工作原理 20 5.4.1 PID控制 20 5.4.2 PID参数的整定 21 5.5 小车控制策略 22 5.6 软件开发环境 22 第六章 模型车各项参数 26 6.1 车模基本尺寸 26 6.2 电路功耗及电容总容量 26 6.3 传感器及伺服电机数量 26 6.4 赛道信息检测精度、频率 26 第七章 结论 27 7.1 本系统的所具有的特点 27 7.2 本系统存在的问题 27 7.3 本系统可行的改进措施 28 参考文献 29 附录A 模型车控制主程序代码 I 第一章 引言 1.1 赛事介绍 受教育部高等教育司委托，高等学校自动化专业教学指导分委员负责主办全国大学生智能车竞赛。该项比赛已列入教育部主办的全国五大竞赛之一。2008年8月26日，在沈阳东北大学举行第三届全国大学生智能车竞赛。本届的比赛，首先是在全国四大赛区进行预选赛，之后将有104只赛车到沈阳进行总决赛。在比赛中，参赛选手须使用大赛组委会统一提供的竞赛车模，推荐采用飞思卡尔16控制器MC9S12DG128作为核心控制单元，自主构思控传感器信号采集处理、控制算法及执行、动力电机驱动、转向舵机控制等，完成智能车工程制作及调试，于指定日期与地点参加场地比赛。参赛队伍之名次（成绩）由赛车现场成功完成赛道比赛时间为主，技术方案及制作工程质量评分为辅来决定，车模改装完毕后，尺寸不能超过：250mm 宽和400mm长，高度无限制，跑道宽度不小于600mm，跑道表面为白色，中心有连续黑线作为引导线，黑线宽25mm，并且跑道有坡道。 1.2 方案介绍 在方案设计的过程中，我们参阅了很多兄弟院校的往届大赛技术报告，如清华大学、北京科技大学。在国内，他们对智能车研究起步的比较早，例如清华大学首创记忆算法、北京科技大学创先使用激光管。但是，基于本次大赛的比赛要求，即车跑两圈中只要有一圈结束后停车便算入成绩，所以我们采取跑一圈停车的策略。由车手根据车跑第一圈的状况，通过按键，适当改变参数。这样便舍弃了风险性很大的记忆算法。对于LED组来说，提高小车的速度和稳定性，其实际问题是如何更早且更好的提取到赛道信息。所以我们采取的策略是激光传感器加人工调参，共同实现我们的目标。这样不仅可以提高赛车的前瞻性，使赛车的稳定性提高。而且可以在第二圈中，对赛车状态进行人工校正，提高成绩。 1.3 技术报告内容安排