【正文】 第七屆“飛思卡爾”杯全國大學生 智能汽車競賽技 術(shù) 報 告（?；眨W校：*********隊伍名稱：******參賽隊員：****** ****** ******帶隊老師：******關(guān)于技術(shù)報告和研究論文使用授權(quán)的說明 本人完全了解第七屆“飛思卡爾”杯全國大學生智能汽車邀請賽關(guān)保留、使用技術(shù)報告和研究論文的規(guī)定，即：參賽作品著作權(quán)歸參賽者本人，比賽組委會和飛思卡爾半導體公司可以在相關(guān)主頁上收錄并公開參賽作品的設計方案、技術(shù)報告以及參賽模型車的視頻、圖像資料，并將相關(guān)內(nèi)容編纂收錄在組委會出版論文集中。參賽隊員簽名： 帶隊教師簽名： 日 期： 摘 要本文以第七屆全國大學生智能車競賽為背景，介紹了智能賽車控制系統(tǒng)的軟硬件結(jié)構(gòu)和開發(fā)流程。該比賽采用組委會規(guī)定的標準車模，以 Freescale 半導體公司生產(chǎn)的 16 位單片機MC9S12X128為核心控制器，在 CodeWarrior IDE開發(fā)環(huán)境中進行軟件開發(fā)，要求賽車在未知道路上完成快速尋線。整個系統(tǒng)涉及車模機械結(jié)構(gòu)調(diào)整、傳感器電路設計及信號處理、控制算法和策略優(yōu)化等多個方面。為了提高智能賽車的行駛速度和可靠性，對比了不同方案（如攝像頭與光電管檢測方案）的優(yōu)缺點，并結(jié)合 Labview 仿真平臺進行了大量底層和上層測試，最終確定了現(xiàn)有的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和各項控制參數(shù)。它采用攝像頭對賽道進行檢測，通過邊緣提取獲得黑線位置，用 PID 方式對舵機進行反饋控制。通過速度傳感器獲取當前速度，采用增量式數(shù)字PID控制實現(xiàn)速度閉環(huán)，根據(jù)預判信息和記憶信息對速度進行合理分配。同時采用撥碼開關(guān)和LCD顯示屏實現(xiàn)人機交互系統(tǒng)。測試結(jié)果表明，在該控制系統(tǒng)下，自尋跡機器人小車具有良好的位置跟蹤和快速切換速度性能。關(guān)鍵詞：智能車，跟蹤尋跡，攝像頭，傳感器，PID，最優(yōu)曲率ABSTRACTIn the background of the 7nd National Intelligent Car Contest for College Students, this article introduces the soft hardware structures and the development flow of the vehicle control system. This contest adopting the standard model car prescribed by the contest organization mittee, using the 16bit MCU MC9S12X128 produced by Freescale Semiconductor Company as the core controller, developing under the CodeWarrior IDE, requires the car track the line fast on the road. The whole system includes the aspects of the mechanism structure adjustment, the sensor circuit design and signal process, controlalgorithm and strategy optimization order to increase the speed and the reliability of the car, the advantage and disadvantage of the different schemes (such as the camera and photoelectric cell scheme) are pared, and a great number of the bottom layer and the upper layer tests are carried on bined with the Labview simulation platform. At last, the current system structure and each control parameters are determined. It captures the road information through a camera, then abstracts the black line position by edgedetection method. After that, PD feedback control is used on the steering. The system obtains the current speed using a speed sensor, so that it can realize the feedback control of the speed by the increased digital PID algorithm control method. At the same time, the use of an LCD displays trails information and keyboard is used to achieve the manmachine interaction. According to the prejudge inform and the memorized inform, it allocates the speed properly. The test results showed that the selftracing robot car had good position tracking and fast speed switching performance .Key words: intelligent vehicle,line track, camera,sensor, PID, optimal curvature目 錄第一章：引言 1 1 1 2第二章：系統(tǒng)整體框架 3 3 3 4 4第三章：機械設計 6 6 7 7 車模布局思想 8 9 9 9 9 10 10第四章：硬件電路設計 12 12 12 12 12 13 13 14 14第五章：軟件系統(tǒng)設計 16 軟件各功能模塊設計 16 時鐘模塊 16 PWM輸出模塊 16 ECT模塊 17 17 17 17 19 21 23 23 24 25 25第六章：開發(fā)環(huán)境、調(diào)試工具 28 IDE 28 28 Labview調(diào)試 28 29 29第七章：結(jié)論 31參考文獻 32鳴謝 32第七屆全國大學生智能汽車邀請賽技術(shù)報告 （隊名）第一章：引言智能汽車就是一種無人駕駛汽車，也可以稱之為輪式移動機器人，主要依靠車內(nèi)以計算機系統(tǒng)為主的智能駕駛儀來實現(xiàn)無人駕駛。它一般是利用車載傳感器來感知車輛周圍環(huán)境，并根據(jù)感知所獲得的道路、車輛位置和障礙物信息，控制車輛的轉(zhuǎn)向和速度，從而使車輛能夠安全、可靠地在道路上行駛。無人駕駛汽車從根本上改變了傳統(tǒng)的“人一車一路”閉環(huán)控制方式，將不可控的駕駛員從該閉環(huán)系統(tǒng)中請出去，從而大大提高了交通系統(tǒng)的效率和安全性。現(xiàn)代無人駕駛汽車以汽車工業(yè)為基礎，以高科技為依托，遵循由低到高、由少到多、由單方面到多方面、螺旋上升的規(guī)律發(fā)展。其橫向發(fā)展離不開各種用途的實際需要，而其縱向發(fā)展的生命力在于持續(xù)不斷的技術(shù)創(chuàng)新。全國大學生飛思卡爾智能汽車競賽是受教育部高等教育司委托，由教育部高等自動化專業(yè)教學指導分委員會主辦的全國大學生智能汽車競賽。該競賽以智能汽車為研究對象的創(chuàng)意性科技競賽，是面向全國大學生的一種具有探索性工程實踐活動，是教育部倡導的大學生科技競賽之一。該競賽以“立足培養(yǎng)，重在參與，鼓勵探索，追求卓越”為指導思想，旨在促進高等學校素質(zhì)教育，培養(yǎng)大學生的綜合知識運用能力、基本工程實踐能力和創(chuàng)新意識，激發(fā)大學生從事科學研究與探索的興趣和潛能，倡導理論聯(lián)系實際、求真務實的學風和團隊協(xié)作的人文精神，為優(yōu)秀人才的脫穎而出創(chuàng)造條件。 大賽按照傳感器類別的不同分為三個組別：光電組、攝像頭組、電磁組。各組自己設計、選擇規(guī)則允許內(nèi)的傳感器件，結(jié)合賽會指定的微控制器件，進行車輛運行中賽道信息的識別、動力控制、轉(zhuǎn)向控制等具體內(nèi)容。在賽會規(guī)則的允許范圍內(nèi)，最快完成比賽的將取得最好成績。本報告將從硬件到軟件一一的為大家呈現(xiàn)本智能車的設計方案和制作過程。智能汽車，是一種集環(huán)境感知、規(guī)劃決策、自動行駛等功能于一體的綜合系統(tǒng)，集中地應用到自動控制、模式識別、傳感器技術(shù)、汽車電子、電氣、計算機、機械等多個學科，是典型的高新技術(shù)綜合體，具有重要的軍用及民用價值。 在20世紀80年代，美國就提出自主地面車輛(ALV)計劃，這是一輛8輪車，能在校園