全国智能汽车大赛-恩智浦杯-上海理工大学-汽车信标组-恩智浦智能车；信标灯.doc

第十一届全国大学生“恩智浦”杯智能汽车竞赛技术报告

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摘要

本文论述的智能车以MK60FN1M0VQL15微控制器为控制核心单元。利用加装红外滤光片镜头的CMOS图像传感器采集图像信息，仅识别红外光，以计算信标灯与智能车的相对空间位置。车身前部安装两部红外避障模块，识别路径中的障碍物，以便做出避障动作。由直流电机提供智能车动力，并搭载光电编码器检测电机转速，从而控制智能车行驶速度。利用舵机控制两前轮的摆动角度，实现转弯。控制软件的核心算法是经典的PID算法，在尽可能降低微控制器运算量的同时实现了智能车行驶速度与轨迹的闭环控制。图像采集与处理，及各路传感器的协同工作和控制命令的输出等一系列逻辑设计，利用了该微控制器强大的中断功能，保障了信息采集和命令输出的实时性及整个程序的稳定性。

关键字：MK60FN1M0VQL15；恩智浦智能车；信标灯；

目录

摘要……………II

第一章引言…………………1

1.1赛事陈述……………1

1.2设计综述……………1

1.3文献导述……………2

1.4文章结构……………2

第二章机械结构……………3

2.1车模方案……………3

2.2整体组装……………3

第三章硬件设计……………4

3.1电路设计……………4

3.2系统架构……………4

3.3电源稳压模块设计…………………4

3.4舵机驱动设计………5

3.5电机驱动设计………6

第四章软件设计……………7

4.1目标识别及定位……………………7

4.2控制算法……………8

4.2.1舵机控制算法………………8

4.2.2后轮电机速度控制…………9

4.3交互界面……………10

第五章结论…………………11

5.1技术参数……………11

5.2心得…………………11

致谢…………12

参考文献……………………13

附录A核心算法代码………14

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第一章引言

1.1赛事陈述

教育部为了加强大学生实践、创新能力和团队精神的培养，在已经举办全国大学生数学建模、电子设计、机械设计、结构设计等四大竞赛的基础上，委托教育部高等学校自动化专业教学指导委员会举办每年一度的全国大学生智能汽车竞赛。

本赛事与教育部已经举办的四大竞赛一样，都是为了提高大学生的动手能力和创新能力而举办的，具有重大的现实意义。与其他大赛不同的是，这个大赛的综合性很强，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、电子、电气、计算机和机械等多个学科交叉的科技创意性比赛，这对进一步培养本科生获取知识、应用知识的能力及创新意识，培养硕士生从事科学、技术研究能力，培养博士生知识、技术创新能力具有重要意义。

1.2设计综述

本智能车的整体设计方案严格按照竞赛规则实施。车模使用规定的C模型组装而成。主控芯片型号为MK60FN1M0VQL15，采用的摄像头镜头加装了红外滤光片，其余部分与常规摄像头无异。提供动力的直流电机与转向的舵机型号均符合竞赛规定，智能车行驶速度的检测依靠光电编码器。车身前部安装了两个红外蔽障仪。自主绘制印刷电路板，构成电子控制中心。

由于信标灯发出红外光，故而摄像头镜头加装红外滤光片，将大量环境光滤除，保证采集的图像信息仅包含信标灯。对采集的图像进行处理，计算出智能车与信标灯