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第七届“飞思卡尔”杯全国大学生智 能车竞赛 技 术 报 告 学 校：哈尔滨华德学院 队伍名称：华德蹑殷驭风队 参赛队员：尤燕飞 高宁 孙策 带队教师：赵建 孙平  关于技术报告和研究论文使用授权的说明 本人完全了解第七届“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： 尤燕飞 参赛队员签名： 孙 策 参赛队员签名： 高 宁 带队教师签名： 孙 平 带队教师签名： 赵建新 日 期： 2012.8.9  目 录 第一章 引言 1 1.1 智能车制作背景 1 1.2 章节安排 1 第二章 模型车的主要设计思路和技术方案概要 3 2.1 车体结构 3 2.2 硬件电路 3 2.3 软件算法 3 2.4 车模设计特色与创新 3 第三章 机械结构改装与设计 4 3.1 车模重心调节 5 3.2 轮胎更换 5 3.3 支架安装 6 3.4 舵机安装 6 3.5 电路板安装 7 3.6 编码器安装 8 第四章 硬件电路设计 10 4.1 总述 10 4.2 硬件电路框图 10 4.3 电源管理模块 11 4.4 驱动电路 13 4.5 光电对管电路 14 4.6 激光传感器电路 14 4.7 最小系统电路 15 4.8 速度检测电路 16 4.9 传感器布局方案简析 16 第五章 软件算法设计 17 5.1 概述 17 5.2 xs128各模块初始化 17 5.3 路径识别算法 22 5.4 PID算法概述 25 5.5 速度控制策略 26 5.6 舵机控制策略 27 5.7 坡道处理策略 30 5.8 起始线处理策略 31 第六章 开发工具及调试 33 6.1 开发工具介绍 33 6.2 在线调试 34 6.3 赛道调试 35 第七章 车模技术参数 36 第八章 总结 37 8.1 总结 37 8.2 不足 37 8.2 展望 37 第九章 致谢 38 参考文献 39 附录A：电路设计原理图 40 附录B：程序源代码 42 第一章 引言 1.1 背景 全国大学生智能汽车竞赛是教育部为了加强大学生实践、创新能力和团队精神的培养而设立的。该竞赛与全国大学生数学建模、电子设计、程序设计ACM等大专业竞赛不同，是以迅猛发展的汽车电子为背景，涵盖了控制、模式识别、传感技术、电子、电气、计算机、机械等多个学科交叉的科技创意性比赛。 在本次比赛中，我组使用的是大赛组委会统一提供的竞赛B型车模，采用16位微控制器XS128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、转向舵机控制、最小系统等，最终实现一套能够自主识别路线，稳定在赛道运行的智能车控制系统。 从准备第七届飞思卡尔智能车竞赛开始组队，历经半年努力，在上一届比赛经验的基础上我们对激光发射管和接收管及接收方式及信号处理进行了大量的测试也尝试用各种性方案。 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，分别在机械机构、硬件和软件上都进行过更进，今年车模的结构不同于往年光电车模，车胎摩擦力不够好，所以我们下了很大工夫来搞机械。硬件上主要是考虑并实践各种传感器的布局及接收信号处理以尽可能的增大前瞻，改进驱动电路，软件上先后进行了几次大改，小车的寻线方式则采用避线方法，激光给予位置加权，这样就能实现连续的控制。 1.2 章节安排 在本文中，将详细介绍机械设计、硬件电路及软件设计的调试与实现过程。其中机械设计包括各方面对重心、重量等影响，硬件电路则包括各个子模块的功能、设计与实现。而算法部分则系统的讲述了车模信息的采集、路径处理算法、舵机和电机控制策略等。其中： 是讲述了智能车竞赛的背景和本文章节安排。 从总体上讲述了车模的设计理念和软硬件设计的框架。 从不同角度分析了各种因素对智能车重心，重量，车模转向等的影响，以及解决方法。 是从各模块出发，详细讲述了硬件电路各部分功能，以及在设计过程中遇到的的问题，以及最终的方案选择。 是系统的讲述了车模的软件算法设计，先总体分析流程，后从信息采集、舵机和电机等模块出发，讲述控制策略。 是系统设计与开发过程中所用到的软硬件调试工