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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：河北联合大学 队伍名称：小破孩队 参赛队员：樊佳良 王剑秋 曹永策 带队教师：何佳 龚雨含 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： 摘要 ??文中介绍了智能小车控制系统的软硬件结构及设计开发过程，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。本文主要从硬件电路、机械设计、软件设计等方面阐述了小车的整体架构与设计思路。车模以?MCF52255CAF80单片机为控制核心，以线性CCD作为循迹传感器，以光电编码器检测速度信息。车模的控制主要可分解为直立控制、速度控制、方向控制，而这三个方面又相互影响。车模系统的简单工作原理是车体在保持平衡与适当速度的前提下，再由?MCF52255CAF80单片机收集面阵CCD返回来的赛道信息对方向进行控制。实验结果表明，该系统设计方案确实可行。 关键词：?MCF52255CAF80?单片机，面阵CCD，陀螺仪，加速度计，PID 目录 TOC \o 1-3 \u 第一章 引 言 PAGEREF _Toc9222 1 1.1 概述 PAGEREF _Toc16394 1 1.2 论文结构 PAGEREF _Toc9611 1 第二章 两轮直立车模运行原理 PAGEREF _Toc18129 3 2.1直立行走任务分解 PAGEREF _Toc12883 3 2.2 车模直立控制 PAGEREF _Toc29633 5 2.3 车模速度控制 PAGEREF _Toc3527 11 2.4 车模方向控制 PAGEREF _Toc9778 13 2.5 车模倾角测量 PAGEREF _Toc25902 17 2.6 车模直立行走控制算法总图 PAGEREF _Toc7280 22 第三章 机械系统设计及实现 PAGEREF _Toc13116 24 3.1车体模型总体改造 PAGEREF _Toc11663 24 3.2差速器的调整 PAGEREF _Toc25884 25 3.3 摄像头安装 PAGEREF _Toc25303 25 3.4 传感器安装 PAGEREF _Toc29875 26 3.5 电路板安装 PAGEREF _Toc30051 27 3.6 重心高度的调整 PAGEREF _Toc2618 27 3.7 小结 PAGEREF _Toc6637 28 第四章 硬件电路设计及实现 PAGEREF _Toc1885 29 4.1 硬件系统设计总论 PAGEREF _Toc5092 29 4.2 电源系统 PAGEREF _Toc11143 30 4.3电机驱动模块 PAGEREF _Toc7169 32 4.4传感器模块设计 PAGEREF _Toc15488 36 4.6 其他接口电路 PAGEREF _Toc14960 42 4.7小结 PAGEREF _Toc17094 43 第五章 控制算法设计及实现 PAGEREF _Toc509 43 5.1 总体控制思路及实现方案 PAGEREF _Toc24480 44 5.2 图像采集算法 PAGEREF _Toc2427 46 5.3黑线提取算法 PAGEREF _Toc26044 47 5.4图像滤波算法 PAGEREF _Toc28003 49 5.5控制算法 PAGEREF _Toc22697 50 5.5.1转向控制算法 PAGEREF _Toc1177 50 5.6 小结 PAGEREF _Toc22959 51 第六章 智能车系统开发及调试工具 PAGEREF _Toc10534 52 6.1 开发工具 PAGEREF _Toc582 52 6.2 matlab仿真和数据分析 PAGEREF _Toc25163 53 6.3蓝牙串口调试工具 PAGEREF _Toc9625 53 6.4 彩色液晶屏 PAGEREF _Toc26458 53 第七章 总结 PAGEREF _Toc12038 54 7.1 智能车主要技术参数 PAGEREF _Toc24936 54