【正文】 114VSS266VSSR40VSSX106VSSA86TEST48PJ1/KWJ121PJ0/KWJ022MODC/TAGHI/BKGD23P A D 10/ A N 1072P A D 11/ A N 1174P A D 12/ A N 1276P A D 13/ A N 1378P A D 14/ A N 1480P A D 15/ A N 15/ E T R I G 182P A D 8/ A N 868P A D 9/ A N 970PM6/BF_PERR/RXCAN488PM5/BF_PROK/TXCAN0/TXCAN4/SCK0100PM4/BF_PSYN/RXCAN0/RXCAN4/MOSI0101PM3/TX_BF/TXCAN1/TXCAN0/SS0102PM7/BF_PSLM/TXCAN487PJ7/KWJ7/TXCAN4/SCL98PJ6/KWJ6/RXCAN4/SDA99X A D D R 19/ P K 519VDDPLL43VSSPLL45VRH84VRL85PM2/RX_BF/RXCAN1/RXCAN0/MISO0103PM1/TXCAN0/TXB104PM0/RXCAN0/RXB105E C S / R O M C T L / P K 7108PWM7/KWP7/PP7109PWM6/KWP6/PP6110PWM5/KWP5/PP5111PWM4/KWP4/PP4112M I S O 1/ K W H 0/ P H 052M O S I 1/ K W H 1/ P H 151S C K 1/ K W H 2/ P H 250S S 1/ K W H 3/ P H 349K W H 4/ P H 435K W H 5/ P H 534K W H 6/ P H 633K W H 7/ P H 732M C 9S 12D G 128B C P VU3C9C 12C 11C 10VDD1 VDD2R e s 1R 13BKGDMODAMODBXCLKSX C L K SRST1KR 201KR 211KR 221KR 24D4D5D6D7V C CP B 0P B 1P B 2P B 3P B 4P B 5P B 6P B 7TXD0RXD0R e s 1R 14R e s 1R 15V C CVDD1 VDD2 VCCVCC10KR 1610KR 1710KR 18V C CP A 0P A 1P A 2P A 3P A 4P A 0P A 1P A 2P A 3P A 622pFC 1812M122pFC 17E X T A LX T A LXTAL EXTAL VDPLLXFCP A 5P A 7R 23c 13c 145nFc 15500pFc 16V D P L LX F CC8V C C10uFC 23C7V C C10uFC 22C610uFC 21V C CTXD0RXD010KR 19R 12LEDD21KR5V C C1000uC A P 1C11 23 45 6B D MJ P 1B K G DV C CR S T100R 11S2R 10V C CI N 4148D3M C 34064U2這個(gè)線序與下載器里面跳線選擇有關(guān) ( B K G D )X C L K S 決定振蕩器連接方法R1P K 7 M O D B M O D A這四個(gè)引腳是模式選擇V C C12B ul e t oot h1S3S4S5S6D8D9D 10D 111KR 251KR 261KR 281KR 30P B 0P B 1P B 2P B 3P B 4P B 5P B 6P B 7AD0AD1AD2AD3AD4AD5AD6AD7AD8AD9A D 10A D 11A D 12A D 13A D 14A D 1512+ 5VB a t t e r y 1C5P K 7B K G DR2V C CR3V C CR4V C CC 1910uC4L1C 20V C CL2VDDAVDDA12345678A D 0~ 7J P 212345678A D 8~ 15J P 3AD0AD1AD2AD3AD4AD5AD6AD7AD8AD9A D 10A D 11A D 12A D 13A D 14A D 15PWM0PWM1PWM2PWM3PWM4PWM5PWM6PWM7S P E E DPB1舵機(jī)P W M 3 P W M 0 為動(dòng)力控制引腳P W M 1 為剎車P B 0 為另一個(gè)選用剎車1 23 45 67 89 10H e a de r 5X 2J P 5P W M 0 P W M 1P W M 2 P W M 3P W M 4 P W M 5P W M 6 P W M 7V C C1 23 45 67 89 10H e a de r 5X 2J P 4P B 0 P B 1P B 2 P B 3P B 4 P B 5P B 6 P B 7V C C紅外接收采樣 備用紅外接收12345H e a de r 5J P 61KR e s 2R 291KR e s 2R 27P W M 1P B 0SPEEDP T 7 為速度檢測(cè)P B 1 為紅外發(fā)射使能12J P 7V C C12+ 5VB a t t e r y 2 V C C 圖 單片機(jī)原理圖 無(wú)線藍(lán)牙串口模塊 第三屆 全國(guó)大學(xué)生智能汽車邀請(qǐng)賽技術(shù)報(bào)告 26 單片機(jī)通過(guò)串口，將數(shù)據(jù)由藍(lán)牙傳輸至主機(jī)，主機(jī)也可以通過(guò)串口調(diào)試工具將數(shù)據(jù)發(fā)送至單片機(jī)，實(shí)現(xiàn)了全雙工通信，大大提高了調(diào)試效率。具體原路圖如圖 所示 圖 藍(lán)牙串口原理圖 電池電壓檢測(cè) 以及放電 模塊 實(shí)時(shí)知道此時(shí)電池電壓對(duì)于排錯(cuò)以及 是否 應(yīng)該充電都具有指導(dǎo)作用，所以我們額外設(shè)計(jì)了了電壓檢測(cè)模塊，如圖 ： 圖 第四章 控制電路設(shè)計(jì)說(shuō)明 27 這樣的設(shè)計(jì)既保護(hù)了電池的過(guò)度使用，又很好了解了各階段電壓對(duì)于模型車行駛的影響。 同時(shí)我們還設(shè)計(jì)了一個(gè)放電裝置，由于使用大功率紅外發(fā)射，小車啟動(dòng)瞬間的電流特別大，達(dá)到 8A 左后，電池到 左后就不能使用了，所以要有放電裝置保證電池不會(huì)產(chǎn)生記憶效應(yīng)。 當(dāng)電池電壓放到 6V時(shí)自動(dòng)斷開放電裝置，切換到充電模式。 紅外傳感器發(fā)射接收電路 我們采用的是兩排傳感器的策略，前排傳感器由大功率紅外發(fā)射管發(fā)射，普通的接收管接 受，傾斜角度 60 度，用于彎道的大前瞻。后排傳感器直接使用紅外發(fā)射接收一體化管 ST188，對(duì)地照射，檢測(cè)模型車即時(shí)位置信息。 我們?cè)趥鞲衅鞯那罢胺矫孀隽舜罅康毓ぷ?，從海選傳感器到改裝傳感器，從深入了解傳感器的特性到 自行設(shè)計(jì)電路， 最大化地增加了紅外發(fā)射管的發(fā)射功率，同時(shí)對(duì)接收管加窄帶濾光片，還為每個(gè)傳感器套上了“黑色小帽”使其方向性一致 。我們想設(shè)計(jì)一個(gè)完全不受陽(yáng)光環(huán)境影響的接收電路， 如圖 ： 圖 理論的光電傳感器接收電路 將八個(gè)光電傳感器全部串聯(lián)起來(lái)，當(dāng)照射到白線時(shí)所接收到的光強(qiáng)相等，那 么八個(gè)傳感器所呈現(xiàn)的阻值也相同，那么 AD0 到 AD6 所采樣到的值應(yīng)該是等差數(shù)列。當(dāng)其中有一個(gè)傳感器照射到黑線時(shí)，那么他兩端的電壓差應(yīng)該特別大，根據(jù)這個(gè)特性，就能模擬接收黑線的相對(duì)位置了，而且此電路不受環(huán)境影響，因?yàn)榄h(huán)境對(duì)整體八個(gè)傳感器同時(shí)影響，我們采樣傳感器兩端的差值就完全濾除了環(huán)境影響了。理論很完美，但實(shí)際情況是：各傳感器在相同光照下各相異性很明顯，阻值相差很大，導(dǎo)致在全白情況下依然有壓差最大的傳感器出現(xiàn)，而且根據(jù)傳感器傾斜程度不同，壓差最大的傳感器也是不同的。 于是 我們 不得不回歸到最原始的電路了。 具體電路圖 如圖 ： 第三屆 全國(guó)大學(xué)生智能汽車邀請(qǐng)賽技術(shù)報(bào)告 28 圖 光電傳感器原理圖 29 第五章 控制軟件設(shè)計(jì)說(shuō)明 軟件的整體流程圖如圖 所示： 系統(tǒng)初始化讀取道路信息處理道路信息并得到相關(guān)參數(shù)執(zhí)行舵機(jī)與電機(jī)根據(jù)參數(shù)選擇不同算法 圖 軟件總流程圖 光電傳感器的模擬化 ： 對(duì)于光 電發(fā)射管的處理算法，經(jīng)過(guò)前兩屆的比賽，涌現(xiàn)出一批優(yōu)秀的算法，例如 清華大學(xué)汽車安全與節(jié)能國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室寫的《基于離散布置光電傳感器的連續(xù)路徑識(shí)別算法》，利用光電傳感器接收電壓的大小與傳感器距離黑色引導(dǎo)線的水平距離有定量關(guān)系：離黑線越近，則電壓越低，離白線越近，則電壓越高。再對(duì)每個(gè)傳感器接受到的電壓確定各傳感器與黑線的距離，從而獲得車身相對(duì)于黑色標(biāo)記線的 位置，得到連續(xù)分布的路徑信息。但由于各傳感器的工藝水平不可能完全一致，導(dǎo)致即使相對(duì)黑線的位置一樣，接受到的電壓也會(huì)有較大偏差，同時(shí)，不同的比賽環(huán)境對(duì)于光對(duì)黑線與白線的反射程度也有很大差別，第三屆 全國(guó)大學(xué)生智能汽車邀請(qǐng)賽技術(shù)報(bào)告 30 當(dāng)對(duì)各傳感器調(diào)節(jié)好參數(shù)后也會(huì)由于更換比賽環(huán)境而使調(diào)好的參數(shù)完全失效。所以一般的做法是加入預(yù)標(biāo)定，即針對(duì)不同的環(huán)境，在比賽之前，采集此次場(chǎng)地的完全接收黑線的最低電壓與完全接受白線的最高電壓值，進(jìn)行歸一化參數(shù)。這種方法的確大大提高了光電傳感器的準(zhǔn)確性，但其仍然忽略比賽場(chǎng)地的一個(gè)重要因素，采用預(yù)標(biāo)定只是記錄本場(chǎng)地“此時(shí)此點(diǎn)”的相 對(duì)值，但本場(chǎng)地的其他區(qū)域并不能完全等同于“此點(diǎn)”，很有可能某點(diǎn)由于正對(duì)窗戶而造成采樣電壓值整體偏高，即使在同一點(diǎn)，上一時(shí)刻與此刻也會(huì)存在一些差別，如果再利用初 始點(diǎn)的預(yù)標(biāo)定的歸一化參數(shù)處理，帶來(lái)的誤差仍然是巨大的。所以，我們 認(rèn)為：所謂的預(yù)標(biāo)定，用了靜止的觀點(diǎn)來(lái)看待問(wèn)題，沒(méi)有從本質(zhì)上解決比賽環(huán)境的影響。 而且，采用一般的加權(quán)平均的算法進(jìn)行預(yù)標(biāo)定時(shí)的歸一化也存在一些問(wèn)題，假設(shè)我們一共有八個(gè)傳感器，從 1 到 8，當(dāng) 2 號(hào)傳感器接收到的信號(hào)強(qiáng)度為 2，其余傳感器接收到的信號(hào)強(qiáng)度為 1，按照加權(quán)平均的算法， 2 號(hào)傳感器所占權(quán)數(shù)為 92 ，其余傳感器所占權(quán)數(shù)為 91 ，根據(jù)公式 :權(quán)數(shù) ? 傳感器號(hào)數(shù) =黑線相對(duì)于 傳 感 器 位 置 。 得 到 的 黑 線 相 對(duì) 于 傳 感 器 位 置 在 ???????????????? 的位置，也就是中間靠左的位置，而實(shí)際 情況 很容易 看 出傳感器位置應(yīng)該正對(duì)著 2 號(hào)傳感器 ，這樣造成的誤差是不能接受的。 針對(duì)預(yù)標(biāo)定的漏洞，我們?cè)瓌?chuàng)性地設(shè)計(jì)了一套“雙 delta”理論，理論的基本思想是這樣的：在比賽進(jìn)行前，對(duì)每個(gè)光電傳感器進(jìn)行預(yù) 標(biāo)定，得到每個(gè)管的歸一化參數(shù)，比賽時(shí)針對(duì)每個(gè)光電管，都是與前一時(shí)刻該管的測(cè)量值進(jìn)行比較，得到第一個(gè) delta 值，其實(shí)第一個(gè) delta 值已經(jīng)融入了二值法與邊緣檢測(cè)的思想，即對(duì) N 個(gè)并列排放的光電傳感器采樣結(jié)果進(jìn)行 N 次比較，得出相差最大的一組數(shù)據(jù)，我們就認(rèn)為這組數(shù)據(jù)所對(duì)應(yīng)的那個(gè)管是黑線到白線的突變，再將所得的第一個(gè) delta 對(duì)應(yīng)的管的歸一化電壓值與相鄰的兩個(gè)管的歸一化電壓再進(jìn)行一個(gè)比較，得出第二組 delta，由于采樣電壓值與黑線相對(duì)位置近似成線性關(guān)系。第二組數(shù)據(jù)得到了兩個(gè) delta 值就能精確