天津工业大瑞沃队技术报告.doc

第五届“飞思卡尔”杯全国大学生 智能汽车竞赛 技 术 报 告 附录A 针对智能车B车模的动力机械结构理论分析 附录B 部分源代码 学 校： 天津工业大学 队伍名称： 瑞沃 参赛队员： 祁书贤 张志龙 高虹 带队教师： 熊慧 李红利  关于技术报告和研究论文使用授权的说明 本人完全了解第四届“飞思卡尔”杯全国大学生智能汽车邀请赛有关保留、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 5 1.1 智能车车制作情况 5 1.2 技术报告内容安排说明 6 第二章 概述 7 第三章 硬件电路选用与设计 8 3.1 电源管理模块 8 3.2 图像采集模块 12 3.3 驱动电路硬件选取 16 3.4 舵机改良 17 3.5 测速的实现 19 3.6 人机交互界面 20 第四章 赛车机械结构调整 21 4.1 底盘调整 22 4.2 前轮调整 23 4.3 后轮调整 23 4.4 悬挂的调整 24 4.5 舵机改装 25 4.6 摄像头安装 26 第五章 软件策略 27 5.1 AD采集 27 5.2 图像隔行处理 27 5.3 黑点的提取 28 5.4 控制算法 28 第六章 开发工具及调试 29 6.1 开发工具简介 29 6.2 后期调试 32 第七章 赛车基本参数 33 第八章 总结 34 8.1 机械结构 34 8.2 硬件设计 34 8.3 软件设计 35 参考文献 36 附录A：针对智能车B车模的动力机械结构理论分析 37 附录B：部分源代码 41 第一章 引言 本队在华北赛区的比赛中顺利晋级，有幸参加在杭州电子科技大学举办的全国总决赛，现向组委会提交本队技术报告。 1.1 智能车车制作情况 第五届智能车的制作从2010年3月到2010年8月，倾注了队员的汗水和心血。在队员不懈的努力与广大车友的帮助下，我们在某些领域取得了一定的成就，并成功制造多辆性能优良、各具特点的智能循迹小车。 其中，我们完成的研究有： 硬件电路方面主要完成了摄像头接入与采集，舵机驱动，电机驱动制作与调试，测速安装，电源管理改良以及辅助调试等模块的研究与设设计； 路径识别方面包括CCD摄像头原理的研究、比较以及选取，数据采集方法的优化与处理以及黑线提取方法的研究。 赛车结构调整方面包括舵机位置的修改，整车重心的设计及调整以及与控制策略的配合。 控制策略及软件设计方面主要解决了准确提取黑线位置、多个中断联合使用的时序、以及转角与机械结构的配合问题。 本技术报告详细介绍了系统方案的选取、整车的参数、各个模块的电路设计及工作原理，硬件结构的设计和改进、软件的控制策略等。 1.2 技术报告内容安排说明 本文的正文部分大致分为五部分：第一章，引言部分，智能车制作情况说明、技术报告内容安排等；第二章，从硬件及软件方面简单的介绍了赛车的特点；第三章，智能车硬件方案的介绍，同时包括CCD摄像头、编码器等成品零件的介绍；第四章，赛车机械结构调整，具体介绍了对赛车各个机械部分调整的方法；第五章，软件设计；第六章，简要介绍开发工具与调试过程；第七章，赛车基本参数；第八章，参赛队员对参加比赛的体会和感想，存在的不足之处，并对第六届的比赛进行展望。 图1-1 智能车外形 第二章 概述 至今智能车大赛已历经四届，摄像头组也在不断提升自己的技术与速度。作为高效的摄像头处理方案，目前强队大多使用硬件二值化或是外部AD技术。在第三届智能车大赛中，我校队员曾尝试外部AD与硬件二值化。如今，在大量的实验与比较之后，我们重新改良了外部AD的使用方式，获得了十分理想的效果，并形成了本车的特点。 在机械调节方面，我们引入了碳纤维杆作为摄像头支架的材料，并对模型车进行了大规模的改造，以使其适应比赛规则与竞速要求。同时我们对四轮驱动方式进行了大量研究，并掌握了原理。 软件方面，新的黑点提取程序完全做到了高效、准确地对路径位置进行记录，基本能够做到无错点、无漏点。在此基础上，同时对路径识别方案进行了简单的尝试，为今后小车的发展奠定了坚实的基础。 图2-1 智能车侧视图 第三章 硬件电路选用与设计 3.1 电源管理模块 本作在电源管理上力求的目标是高效、稳定。MAX6