华南赛区光电桂林理工大学T.P.L 2014技术报告.doc

第九届“飞思卡尔”杯全国大学生 智能汽车竞赛 技 术 报 告 学 校：桂林理工大学 队伍名称：T.P.L 2014 参赛队员： 谭垂旺 潘晓基 李 刚 带队教师： 神显豪 关于技术报告和研究论文使用授权的说明 本人完全了解第九届“飞思卡尔”杯全国大学生智能汽车竞赛关保留、 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： 带队教师签名： 日 期： 目 录 第一章 引言 1 第二章 智能车总体设计方案 2 2.1 章节概述 2 2.2 系统总体方案设计 2 2.3 整体布局 2 第三章 机械系统设计及安装 4 3.1转向轮参数的调整 4 3.2 赛车底盘和重心调整 5 3.3 车模转向舵机的安装 5 3.4 编码器的安装 6 3.5 线性CCD与CCD转向舵机的安装 7 3.6 陀螺仪的安装 9 第四章 硬件系统设计及实现 9 4.1 硬件设计方案 9 4.2 单片机最小系统 10 4.3 线性CCD传感器 12 4.4 稳压电源模块设计 13 4.4.1 单片机、陀螺仪和LCD5110供电 13 4.4.2 线性CCD和编码器供电 13 4.4.3 舵机供电 14 4.5 电机驱动电路 14 4.6 Nokia5110显示和按键接口 18 4.7起跑线检测电路 18 第五章 软件系统设计及实现 19 5.1系统软件流程图 20 5.2弯道的处理 21 5.3赛道中线推算 21 5.4舵机转向控制 22 5.5 PID控制 23 5.5.1 位置式PID 24 5.5.2 增量式PID 24 5.6 舵机控制 25 5.7电机控制 26 5.8车辆行驶策略 26 第六章 系统开发及调试工具 27 6.1 开发工具 27 6.2上位机调试软件应用 27 6.3 无线调试 27 6.4 按键和液晶调试 28 第七章 模型车的主要技术参数 29 总 结 30 参考文献 31 附录：部分程序源代码 33 第一章 引 言 为加强大学生实践、创新能力和团队精神的培养，促进高等教育教学改革，受教育部高等教育司委托，由教育部高等自动化专业教学指导分委员会（以下简称自动化分教指委）主办全国大学生智能汽车竞赛。该竞赛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。该竞赛以“立足培养，重在参与，鼓励探索，追求卓越”为指导思想，旨在促进高等学校素质教育，培养大学生 的综合知识运用能力、基本工程实践能力和创新意识，激发大学生从事科学研究与探索的兴趣和潜能，倡导理论联系实际、求真务实的学风和团队协作的人文精神为优秀人才的脱颖而出创造条件。该竞赛由竞赛秘书处为各参赛队提供/购置规定范围内的标准硬软件技术平台，竞赛过程包括理论设计、实际制 作、整车调试、现场比赛等环节，要求学生组成团队，协同工作，初步体会一个工程性的研究开发项目从设计到实现的全过程。该竞赛融科学性、趣味性和观赏性为一体，是以迅猛发展、前景广阔的汽车电子为背景，涵盖自动控制、模式识别、传感技术、电子、电气、计算机、机械与汽车等多学科专业的创意性比赛。该竞赛规则透明，评价标准客观，坚持公开、公平、公正的原则，保证竞赛向健康、普及，持续的方向发展。 ?全国大学生智能汽车竞赛原则上由全国有自动化专业的高等学校（包括港、澳地区的高校）参赛。竞赛首先在各个分赛区进行报名、预赛，各分赛区的优胜队将参加全国总决赛。每届比赛根据参赛队伍和队员情况，分别设立光电组、摄像头组、创意组等多个赛题组别。每个 学校可以根据竞赛规则选报不同组别的参赛队伍。全国大学生智能汽车竞赛组织运行模式贯彻“政府倡导、专家主办、学生主体、社会参与”的16字方针，充分调动各方面参与的积极性。 智能车系统赛道，输入到MK60N512ZVLQ10微控制器，处理获得的赛道信息通过光电编码器来检测车速舵机采用PD控制；驱动电机采用 PID控制，通过PWM控制驱动电路调整电机的功率 图2.1 整体结构框图 2.3 整车布局 本设计智能车采用B车车模。在整个制作过程中，为了使赛车能更好的稳定 行驶，我们十分注重对整车结构的设计和安装：⑴降低赛车底盘，放低重心；⑵重量分布合理；⑶CCD安装稳定；⑷硬件电路布局紧凑、合理；⑸舵机架高直立安装。 图2.2 整车布局图 第章 机械系统设计及车轮外倾、车轮前束、主销后倾、主销内倾、推力角等保持正确的车轮定位角度可确保车辆直线行驶，改善车辆的转向性