飛思卡爾競賽攝像頭組-睿思二隊(編輯修改稿)
2025-06-19 18:33 本頁面
【文章內容簡介】 2424252626第五章 開發(fā)與調試27272828第六章 總結與展望29參考文獻30附錄一：電路原理圖31 1核心控制電路312電機驅動電路33附錄二：程序源代碼34第一章 引言第一章 引言現(xiàn)在半導體在汽車中的應用原來越普及，汽車的電子化已成為行業(yè)發(fā)展的必然趨勢。受教育部高等教育司委托(教高司函[2005]201 號文)，高等學校自動化專業(yè)教學指導分委員會主辦“飛思卡爾”杯全國大學生智能汽車競賽，他以迅猛發(fā)展的汽車電子為背景，涵蓋了控制、模式識別、傳感技術、電子、電氣、計算機、機械等多個學科交叉的科技創(chuàng)意性比賽。參賽選手須使用競賽秘書處統(tǒng)一指定并負責采購競賽車模，自行采用32位微控制器作為核心控制單元，自主構思控制方案及系統(tǒng)設計，包括傳感器信號采集處理、控制算法及執(zhí)行、動力電機驅動、轉向舵機控制等，完成智能汽車工程制作及調試，于指定日期與地點參加場地比賽。參賽隊伍之名次（成績）由賽車現(xiàn)場成功完成賽道比賽時間為主，技術方案及制作工程質量評分為輔來決定。我校在歷屆“飛思卡爾”杯智能汽車比賽都取得了一定的成績。在總結了往屆的經(jīng)驗和不足后，我們在此基礎上重新備戰(zhàn)第八屆大賽。往界的經(jīng)驗是以‘穩(wěn)’為主，我們在此基礎上，大膽嘗試，穩(wěn)中求快，在電路設計上務求穩(wěn)定，問題早發(fā)現(xiàn)早解決。在已經(jīng)成熟的技術上做的更加完善和穩(wěn)定，并對車模的機械結構做出相應的改進與創(chuàng)新，使賽車在穩(wěn)定的前提下能夠更快的完成比賽。 智能車技術參數(shù)此次比賽選用的B型賽車車模，采用反向行駛方式，即驅動輪在車身前側而轉向輪在車身后側，因此重心位置以及機械性能與往屆有所不同，： 賽車主要技術參數(shù)項目參數(shù)路徑檢測方法（賽題組）攝像頭組車模幾何尺寸（長、寬、高）（毫米）前后輪軸離地間隙 電機型號 RS540電機轉速20000r/min電路電容總量（微法）1824μF傳感器種類及個數(shù)攝像頭/1 速度傳感器 /1 陀螺儀/1伺服器型號（舵機） SD5電池 賽道信息檢測頻率（次/秒）60車模重量賽道檢測精度3mm（近端）、120mm(遠端)我們團隊采用攝像頭進行道路識別，賽車的硬件電路主要有七個部分組成：MK60DN512ZVLQ10單片機，陀螺儀檢測模塊，速度檢測模塊，電機驅動模塊，舵機驅動模塊，電源管理模塊，輔助調試模塊。 (1) MK60DN512ZVLQ10單片機是系統(tǒng)的核心部分，負責接收賽道圖像數(shù)據(jù)，賽車速度等反饋信息，并對這些信息進行恰當?shù)奶幚?，形成合適的控制量來對舵機與驅動電機進行控制。 (2) 陀螺儀檢測模塊，是用來檢測賽道中出現(xiàn)的坡道和障礙物； (3)速度檢測模塊，通過編碼器讀取轉速值，實現(xiàn)道路的閉環(huán)控制。(4)電機驅動模塊，可以實現(xiàn)電機的正反轉。(5)舵機驅動模塊控制舵機的轉向。(6)電源管理模塊給整個系統(tǒng)供電，保障系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行。(7)輔助調試模塊有Jlink、串口通信等，主要用于賽車系統(tǒng)的程序燒寫，功能調試和測試，賽車狀態(tài)監(jiān)控，賽車系統(tǒng)參數(shù)和運行策略設置等方面。MCU賽道信息速度信息電機控制舵機控制輔助調試 系統(tǒng)的結構示意圖 智能車軟件設計系統(tǒng)硬件對于賽車來說是最基礎的部分，軟件算法則是賽車的核心部分。如果把一輛車和一個人做個類比的話，我們可以說，賽車的硬件結構相當于人的身體。賽車的軟件算法相當于人的思想。只有“身體健康，思想進步”，才會取得好成績。所以軟件系統(tǒng)對于賽車來說至關重要。首先，賽車系統(tǒng)通過圖像采樣處理模塊獲取前方賽道的圖像數(shù)據(jù)，同時通過速度傳感器模塊實時獲取賽車的速度。然后K60 利用邊緣檢測方法從圖像數(shù)據(jù)中提取賽道黑線，求得賽車于黑線位置的偏差，接著采用PID 方法對舵機進行反饋控制，并在PID算法的基礎上，整合加入模糊控制算法，有利于對小車系統(tǒng)的非線性特性因素的控制。最終賽車根據(jù)檢測到的速度，結合我們的速度控制策略，對賽車速度不斷進行恰當?shù)目刂普{整，使賽車在符合比賽規(guī)則情況下沿賽道快速前進。 系統(tǒng)的軟件方框圖 本章小結本章主要介紹了大賽的背景和賽車整體
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