智能小车模块概述教学文稿.ppt

智能小车模块概述 任务分解： 1、智能小车驱动板电路设计、电路焊接与编程调试（5月6日-23日） 电路设计：5月6日-9日，5月10日集中辅导时提交设计报告 电路焊接：5月10日-13日，完成电路板焊接，5月13日验收 编程：5月14日-17日，完成程序编写，5月17日验收 调试：5月18日-22日，完成小车调试，5月22日验收 提交第一阶段实验报告：5月23日 中北大学仪器与电子学院智能小车实践模块 2、智能小车车载传感器数据采集与处理 MPU6050数据采集与传输：5月24日-25日 基于MATLAB的滤波器设计：5月26日-29日 提交一篇小论文或实验报告：5月30日 3、智能小车速度与运行轨迹控制实验 基于MPU6050的智能小车控制：5月31日-6月3日 基于MPU6050的智能小车转向控制：6月4日-6月6日 集中验收：6月7日 中北大学仪器与电子学院智能小车实践模块 内容 1、智能小车关键技术介绍 2、MPU6050及信号处理技术 3、智能小车的控制 中北大学仪器与电子学院智能小车实践模块 点击添加文本 如何让小车奔驰在跑道上 框架式思维 软件 硬件 程序书写格式 函数调用层次、参数传递 大量数据获取与处理 中断优先级、控制系统时间常数 一、框架式思维 电源电路 传感器 驱动电路 上位机通信 MCU控制核心 g_fGyroscopeAngleVelocity 中北大学仪器与电子学院智能小车实践模块 基本控制算法框图 中北大学仪器与电子学院智能小车实践模块 基本硬件参考方案 中北大学仪器与电子学院智能小车实践模块 如何让小车奔驰在跑道上 二、软件控制 器件操作 普通I/O AD采集 PWM输出 UART无线串口通信 IIC、SPI 传感器通信 控制系统逻辑 中断优先级、控制周期设置 硬件访问层(数据采集与控制执行) 业务逻辑层相耦合 控制系统之间控制量的耦合 控制算法的运算 中北大学仪器与电子学院智能小车实践模块 程序流程图 中北大学仪器与电子学院智能小车实践模块 基本硬件框图 中北大学仪器与电子学院智能小车实践模块 点击添加文本 速度、姿态检测传感器 光电编码器 MCU AB正交解码,速度解算 惯性测量单元 卡尔曼角度融合、简易四元数运算 倾角、姿态解算 辅助导航 中北大学仪器与电子学院智能小车实践模块 点击添加文本 电源、驱动电路 电源管理： 驱动电路： 电池电压7.2 伏 6伏,舵机驱动 5伏,芯片供电 3.3伏,传感器供电 LDO为主流 能源效率? 相当于汽车排量 中北大学仪器与电子学院智能小车实践模块 内容 1、智能小车关键技术介绍 2、MPU6050及信号处理技术 3、智能小车的控制 中北大学仪器与电子学院智能小车实践模块 MPU6050 以数字输出6轴或9轴的旋转矩阵、四元数(quaternion)、欧拉角格式(Euler Angle forma)的融合演算数据。 具有131 LSBs/°/sec 敏感度与全格感测范围为±250、±500、±1000与±2000°/sec 的3轴角速度感测器(陀螺仪)。 可程式控制，且程式控制范围为±2g、±4g、±8g和±16g的3轴加速器。 移除加速器与陀螺仪轴间敏感度，降低设定给予的影响与感测器的飘移。 VDD供电电压为2.5V±5%、3.0V±5%、3.3V±5%；VDDIO为1.8V± 5% 陀螺仪运作电流：5mA，陀螺仪待命电流：5micro;A；加速器运作电流：350micro;A，加速器省电模式电流： 20micro;A@10Hz 高达400kHz快速模式的I2C，或最高至20MHz的SPI串行主机接口(serial host interface) 内建频率产生器在所有温度范围(full temperature range)仅有±1%频率变化。 中北大学仪器与电子学院智能小车实践模块