全国智能汽车大赛-恩智浦杯-山东科技大学-汽车信标组.docx

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目录

TOC\o1-3\h\u第一章引言 1

第二章智能车系统总体设计 2

2.1智能车系统概述 2

2.2智能车的实际系统 2

第三章机械设计 3

3.1电池的安装方案 3

3.2舵机的安装方案 4

3.3编码器的安装方案 5

3.4摄像头的选择、安装及固定 6

3.5电路板的摆放方案 6

3.6磁标的安放方案 7

262873.7硬件避障结构 8

3.8转向轮定位的调整 9

第四章电路系统设计及实现 11

4.1硬件电路设计方案 11

4.2电路板设计 11

4.3电路模块实现 11

6756第五章智能车软件设计基础及功能实现 16

5.1控制总体思路 16

5.1.1一号摄像头思路 16

169265.1.2二号摄像头思路 17

169265.1.3二号摄像头思路 17

5.2控制总体技术 18

1865.2.1一号摄像头 18

169265.2.2二号摄像头 19

5.2.3三号摄像头 19

78625.3双核心板控制 20

12965.4驱动电机PID控制 21

5905.4.1经典PID控制算法介绍 21

5.4.2位置式PID 22

5.4.3增量式PID 22

5.4.4PID整定方法 23

第三章机械设计

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5.4.5速度控制方法 24

第六章智能车开发调试工具介绍 25

6.1开发工具 25

6.2调试工具——山外多功能上位机 25

第七章心得体会 27

参考文献 28

附录：源程序 28

第十一届全国大学生智能汽车邀请赛技术报告

第三章机械设计

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第一章引言

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第一章引言

全国大学生“恩智浦”杯智能汽车竞赛是以“立足培养、重在参与、鼓励探索、追求卓越”为宗旨，鼓励创新的一项科技竞赛活动。并且今年将比赛组别增加至六组，形势更为丰富，规则更为新颖。本文将以今年的新组别信标越野组为背景，详细地阐述我们制作此类组别的过程。竞赛要求在规定的汽车模型平台上，使用飞思卡尔半导体公司或者恩智浦的微控制器作为核心控制模块，通过增加道路传感器、电机驱动模块以及编写相应控制程序，制作完成一个能够自主识别道路的模型汽车。并且信标组要求我们在5X7的赛道中能够快速寻找到信标灯，在规定的次数中以最短的时间完成比赛。

在本次比赛中，本组使用大赛组委会对于信标组的车模没有进行限制，但只能使用飞思卡尔的车模，另外我们山东赛区还可以使用蓝宙电子新出的蓝宙新C车模。对于信标组，我们综合利弊最终选择使用蓝宙新C车。并且今年组委会对芯片的使用数量也没有进行限制，所以我们采用了飞思卡尔32位微控制器MK60DN256ZVLL10以及MK60FN1M0VLQ15作为核心控制单元，自主构思控制方案及系统设计，融合摄像头图像采集处理、各类传感器的运用、电机驱动输出，最终实现快速平稳地完成寻找信标灯的任务。

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，更是在实现方案上做了大量尝试，分别在机械结构、硬件和软件上都进行过改进。在这份报告中，我们主要通过对整体方案、机械、硬件、算法等方面的介绍，详细阐述我队在此次智能汽车竞赛中的思想和创新。具体表现在电路的创新设计、算法以及实现方案等方面的创新。在准备比赛的过程中，队员查阅了大量的专业资料，反复地调试汽车模型的各项参数。老师也对我们也是尽心尽力，因为我们相信只要有付出就会有收获，无论成功与否但求问心无愧。

第二章智能车系统总体设计

2.1智能车系统概述

在本系统中我们采用飞思卡尔32位微控制器MK60DN256ZVLL10以及MK60FN1M0VLQ15作为核心控制单元。通过稳压芯片TPS7350和TPS7333给核心板以及各种传感器供电，我们采用红外滤光片配合OV7725鹰眼摄像头采集信标灯发出的红外光，通过像素点识别和均值滤波算法提取到信标灯的方位，通过MINI编码器来检测车速，并采用单片机的FTM输入捕捉功能进行脉冲计算获得速度，驱动电机采用PID控制，通过PWM控制驱动电路调整电机的功率，加上硬件避障模块，从而使得小车快速稳定地寻找到信标灯，并且能够避免与信标灯发生碰撞，最后以较短的时间完成任务。

根据智能车系统的基本要求，我们设计了系统结构图，如图2