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第十一届“恩智浦”杯全国大学生

智能汽车竞赛

技术报告

学校：安徽工程大学

队伍名称：金枪鱼队

参赛队员：张国义

曹鹏飞

莫雄飞

带队教师：王冠凌

王春亭

I

II

摘要

本文是以第十一届“恩智浦”杯全国大学生智能汽车竞赛为背景，介绍了

CCD巡线小车系统的软硬件结构。本次设计的智能车系统以MKL26Z256VLL4

微控制器为核心控制单元，通过TSL1401线性CCD模块，对赛道的边界进行识

别，以检测出赛道元素；通过futaba3010舵机进行方向的变化；通过龙邱512线

3相增量式编码器进行电机转速的测量。在获取上述信息的情况下，处理器对得

到的信息进行处理，利用PID控制算法进行计算，得到输出量以此控制舵机转

向和驱动电机并控制转速。该系统实现了C车模的速度控制和方向控制，涉及

了电路设计，机械设计，算法策略等等。后期对车模的各项控制参数进行调节，

以此达到更快的车速和车模稳定性。

关键词：MKL26、CCD、PID算法、参数调节

III

目录

引言1

第一章系统整体方案设计2

1.1概述2

1.2系统总体方案的选定2

1.3硬件电路设计3

1.4软件方案3

第二章智能车机械结构与优化4

2.1车模的机械结构4

2.2线性CCD支架安装5

2.3编码器的安装6

2.4舵机的安装7

2.5车轮结构8

2.6小结10

第三章硬件电路设计11

3.1主控制板设计11

3.1.1概述11

3.1.2电源模块电路11

3.1.3起跑线检测模块12

3.2驱动板电路14

3.2.1专用栅极驱动芯片的选择14

3.2.2MOSFET的选择14

3.2.3控制逻辑电路设计15

3.3线性CCD电路16

3.4PCB板17

第四章智能车控制软件设计18

4.1主程序流程图18

4.2主要程序说明19

IV

4.2.1线性CCD传感器19

4.2.2速度控制21

4.2.3方向控制25

4.3小结26

第五章系统开发及调试工具27

5.1开发环境27

5.2上位机调试软件27

第六章车模主要参数29

6.1智能车外形参数29

6.2智能车技术参数29

第七章总结30

参考文献31

附录一32

附录二40

V

引言

全国大学生智能汽车竞赛是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。

本竞赛以“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。

本竞赛以竞速赛为基本竞赛形式，辅助以创意赛和技术方案赛等多种形

式。竞速赛以统一规范的标准硬软件为技术平台，制作一部能够自主识别道路