【正文】 開(kāi)時(shí)稱(chēng)為正外傾。但主銷(xiāo)內(nèi)傾角也不宜過(guò)大，否則加速了輪胎的磨損。當(dāng)車(chē)輪以主銷(xiāo)為中心回轉(zhuǎn)時(shí)，車(chē)輪的最低點(diǎn)將陷入路面以下，但實(shí)際上車(chē)輪下邊緣不可能陷入路面以下，而是將轉(zhuǎn)向車(chē)輪連同整個(gè)汽車(chē)前部向上抬起一個(gè)相應(yīng)的高度，這樣汽車(chē)本身的重力有使轉(zhuǎn)向車(chē)輪回復(fù)到原來(lái)中間位置的效應(yīng)，因而舵機(jī)復(fù)位容易。主銷(xiāo)縱傾移距過(guò)大，會(huì)使舵機(jī)沉重，而且由于路面干擾而加劇車(chē)輪的前后顛簸。設(shè)置主銷(xiāo)后傾角后，主銷(xiāo)中心線的接地點(diǎn)與車(chē)輪中心的地面投影點(diǎn)之間產(chǎn)生距離(稱(chēng)作主銷(xiāo)縱傾移距，與自行車(chē)的前輪叉梁向后傾斜的原理相同)，使車(chē)輪的接地點(diǎn)位于轉(zhuǎn)向主銷(xiāo)延長(zhǎng)線的后端，車(chē)輪就靠行駛中的滾動(dòng)阻力被向后拉，使車(chē)輪的方向自然朝向行駛方向。根據(jù)汽車(chē)?yán)碚?，?duì)前輪的調(diào)整主要包括主銷(xiāo)后傾，主銷(xiāo)內(nèi)傾，前輪外傾，前輪前束幾個(gè)方面。于是我們?cè)黾忧拜唹|片，協(xié)調(diào)后輪的墊片，使車(chē)模重心達(dá)到了允許范圍內(nèi)的最低，防止了允許過(guò)程中翻車(chē)的發(fā)生。 此次競(jìng)賽的賽車(chē)車(chē)模選用由北京科宇通博科技有限公司提供的B型車(chē)模。B型車(chē)模精度不是很高，因此在規(guī)則允許范圍內(nèi)盡量改造車(chē)模，提高車(chē)模整體精度是很必要的。針對(duì)不同的車(chē)模，必然會(huì)有不同的調(diào)整方案。（4）電池放于車(chē)體前方，使重心落在車(chē)體中心。（2）舵機(jī)放于車(chē)體前方，節(jié)省空間。在滿足比賽要求的情況下，力求系統(tǒng)簡(jiǎn)單高效，因而在設(shè)計(jì)過(guò)程中盡量簡(jiǎn)化硬件結(jié)構(gòu)，減少硬件故障。利用線性CCD對(duì)賽道信息進(jìn)行采集，通過(guò)飛思卡爾MX9S12XS128單片機(jī)進(jìn)行處理使小車(chē)按照要求的路線行駛；編碼器采集當(dāng)前速度，實(shí)現(xiàn)智能車(chē)的閉環(huán)控制；方向控制上我們采用PD控制算法，速度上采用PID和BANGBANG控制相結(jié)合的思想。 全國(guó)大學(xué)生智能汽車(chē)競(jìng)賽一般在每年的10月份公布競(jìng)賽的題目和組織方式，并開(kāi)始接受報(bào)名，次年的3月份進(jìn)行相關(guān)技術(shù)培訓(xùn)，7月份進(jìn)行分賽區(qū)競(jìng)賽，8月份進(jìn)行全國(guó)總決賽。全國(guó)大學(xué)生智能汽車(chē)競(jìng)賽組織運(yùn)行模式貫徹“政府倡導(dǎo)、專(zhuān)家主辦、學(xué)生主體、社會(huì)參與”的16字方針，充分調(diào)動(dòng)各方面參與的積極性。每屆比賽根據(jù)參賽隊(duì)伍和隊(duì)員情況，分別設(shè)立光電組、攝像頭組、電磁組等多個(gè)賽題組別。 全國(guó)大學(xué)生智能汽車(chē)競(jìng)賽原則上由全國(guó)有自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)的高等學(xué)校（包括港、澳地區(qū)的高校）參賽。2008年起被教育部批準(zhǔn)列入國(guó)家教學(xué)質(zhì)量與教學(xué)改革工程資助項(xiàng)目中科技人文競(jìng)賽之一（教高函[2007]30號(hào)文）。該競(jìng)賽規(guī)則透明，評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)客觀，堅(jiān)持公開(kāi)、公平、公正的原則，保證競(jìng)賽向健康、普及，持續(xù)的方向發(fā)展。該競(jìng)賽由競(jìng)賽秘書(shū)處為各參賽隊(duì)提供/購(gòu)置規(guī)定范圍內(nèi)的標(biāo)準(zhǔn)硬軟件技術(shù)平臺(tái)，競(jìng)賽過(guò)程包括理論設(shè)計(jì)、實(shí)際制 作、整車(chē)調(diào)試、現(xiàn)場(chǎng)比賽等環(huán)節(jié)，要求學(xué)生組成團(tuán)隊(duì)，協(xié)同工作，初步體會(huì)一個(gè)工程性的研究開(kāi)發(fā)項(xiàng)目從設(shè)計(jì)到實(shí)現(xiàn)的全過(guò)程。該競(jìng)賽以智能汽車(chē)為研究對(duì)象的創(chuàng)意性科技競(jìng)賽，是面向全國(guó)大學(xué)生的一種具有探索性工程實(shí)踐活動(dòng)，是教育部倡導(dǎo)的大學(xué)生科技競(jìng)賽之一。并擁有雄厚的知識(shí)產(chǎn)權(quán)，其中包括6,200 多項(xiàng)專(zhuān)利。公司專(zhuān)門(mén)為汽車(chē)、消費(fèi)電子、工業(yè)品、網(wǎng)絡(luò)和無(wú)線應(yīng)用提供“大腦”。在普通家庭轎車(chē)消費(fèi)中，智能車(chē)的研發(fā)也是很有價(jià)值的，比如霧天能見(jiàn)度差，人工駕駛經(jīng)常發(fā)生碰撞，如果用上這種設(shè)備，激光雷達(dá)會(huì)自動(dòng)探測(cè)前方的障礙物，電腦會(huì)控制車(chē)輛自動(dòng)停下來(lái)，撞車(chē)就不會(huì)發(fā)生了。 智能車(chē)的應(yīng)用前景 智能車(chē)系統(tǒng)有著極為廣泛的應(yīng)用前景。我國(guó)的相關(guān)研究也已經(jīng)開(kāi)展，清華大學(xué)成立了國(guó)內(nèi)最早的研究智能汽車(chē)和智能交通的汽車(chē)研究所，在汽車(chē)導(dǎo)航、主動(dòng)避撞、車(chē)載微機(jī)等方面進(jìn)行了廣泛而深入的研究，2000年上海智能交通系統(tǒng)進(jìn)入實(shí)質(zhì)性實(shí)施階段，國(guó)防科大研制出第四代無(wú)人駕駛汽車(chē)，西北工業(yè)大學(xué)、吉林交通大學(xué)、重慶大學(xué)等也展開(kāi)了相關(guān)研究。汽車(chē)在走過(guò)的100多年的歷史中，從沒(méi)停止過(guò)智能化的步伐，進(jìn)入20世紀(jì)90年代以來(lái)，隨著汽車(chē)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)激烈程度的日益加劇和智能運(yùn)輸系統(tǒng)（ITS）的興起，國(guó)際上對(duì)于智能汽車(chē)及其相關(guān)技術(shù)的研究成為熱門(mén)，一大批有實(shí)力有遠(yuǎn)見(jiàn)的大公司、大學(xué)和研究機(jī)構(gòu)開(kāi)展了這方面的研究。智能小車(chē)系統(tǒng)項(xiàng)目設(shè)計(jì)方案第一章 引 言 智能車(chē)研究背景 智能小車(chē)系統(tǒng)是迷你版的智能汽車(chē)，二者在信息提取，信息處理，控制策略及系統(tǒng)搭建上有很多相似之處，可以說(shuō)智能小車(chē)系統(tǒng)將為智能汽車(chē)提供很好的試驗(yàn)和技術(shù)平臺(tái)，從而推動(dòng)智能汽車(chē)的發(fā)展。智能汽車(chē)是未來(lái)汽車(chē)的發(fā)展方向，將在減少交通事故、發(fā)展自動(dòng)化技術(shù)、提高舒適性等許多方面發(fā)揮很重要的作用；同時(shí)智能汽車(chē)是一個(gè)集通信技術(shù)，計(jì)算機(jī)技術(shù)，自動(dòng)控制，信息融合技術(shù)，傳感器技術(shù)等于一身的行業(yè)，它的發(fā)展勢(shì)必促進(jìn)其他行業(yè)的發(fā)展，在一定程度上代表一個(gè)國(guó)家在自動(dòng)化智能方面的水平[1]。很多美國(guó)、日本和歐洲等國(guó)家都十分重視并積極發(fā)展智能車(chē)系統(tǒng)，并進(jìn)行了相關(guān)實(shí)驗(yàn)，取得了很多成就。這一新興學(xué)科正在吸引越來(lái)越多的研究機(jī)構(gòu)和學(xué)者投入其中。結(jié)合傳感器技術(shù)和自動(dòng)駕駛技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)汽車(chē)的自適應(yīng)巡航并把車(chē)開(kāi)得又快又穩(wěn)、安全可靠；汽車(chē)夜間行駛時(shí)，如果裝上紅外攝像頭，就能實(shí)現(xiàn)夜晚汽車(chē)的安全輔助駕駛；此外，智能車(chē)系統(tǒng)還可以工作在倉(cāng)庫(kù)、碼頭、工廠或危險(xiǎn)、有毒、有害的工作環(huán)境里，并能擔(dān)當(dāng)起無(wú)人值守的巡邏監(jiān)視、物料的運(yùn)輸、消防滅火等任務(wù)。公司開(kāi)發(fā)嵌入式解決方案的歷史可追溯到50多年前，現(xiàn)在，已發(fā)展成為在20多個(gè)國(guó)家設(shè)有業(yè)務(wù)機(jī)構(gòu)，擁有 20,000多名員工的實(shí)力強(qiáng)大的獨(dú)立企業(yè)。他們無(wú)比豐富的電源管理解決方案、微處理器、微控制器、傳感器、射頻半導(dǎo)體、模塊與混合信號(hào)電路及軟件技術(shù)已嵌入在全球使用的各種產(chǎn)品中。為加強(qiáng)大學(xué)生實(shí)踐、創(chuàng)新能力和團(tuán)隊(duì)精神的培養(yǎng)，促進(jìn)高等教育教學(xué)改革，受教育部高等教育司委托(教高司函[2005]201號(hào)文，附件1)，由教育部高等自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)教學(xué)指導(dǎo)分委員會(huì)（以下簡(jiǎn)稱(chēng)自動(dòng)化分教指委）主辦全國(guó)大學(xué)生智能汽車(chē)競(jìng)賽。該競(jìng)賽以“立足培養(yǎng)，重在參與，鼓勵(lì)探索，追求卓越”為指導(dǎo)思想，旨在促進(jìn)高等學(xué)校素質(zhì)教育，培養(yǎng)大學(xué)生 的綜合知識(shí)運(yùn)用能力、基本工程實(shí)踐能力和創(chuàng)新意識(shí)，激發(fā)大學(xué)生從事科學(xué)研究與探索的興趣和潛能，倡導(dǎo)理論聯(lián)系實(shí)際、求真務(wù)實(shí)的學(xué)風(fēng)和團(tuán)隊(duì)協(xié)作的人文精神， 為優(yōu)秀人才的脫穎而出創(chuàng)造條件。該競(jìng)賽融科學(xué)性、趣味性和觀賞性為一體，是以迅猛發(fā)展、前景廣闊的汽車(chē)電子為背景，涵蓋自動(dòng)控制、模式識(shí)別、傳感技術(shù)、電子、電氣、計(jì)算機(jī)、機(jī)械與汽車(chē)等多學(xué)科專(zhuān)業(yè)的創(chuàng)意性比賽。該競(jìng)賽以半導(dǎo)體公司為協(xié)辦方，得到了教育部相關(guān)領(lǐng)導(dǎo)、飛思卡爾公司領(lǐng)導(dǎo)與各高校師生的高度評(píng)價(jià)，已發(fā)展成全國(guó)30個(gè)省市自治區(qū)近300所高校廣泛參與的全國(guó)大學(xué)生智能汽車(chē)競(jìng)賽。競(jìng)賽首先在各個(gè)分賽區(qū)進(jìn)行報(bào)名、預(yù)賽，各分賽區(qū)的優(yōu)勝隊(duì)將參加全國(guó)總決賽。每個(gè)學(xué)校可以根據(jù)競(jìng)賽規(guī)則選報(bào)不同組別的參賽隊(duì)伍。 31第二章 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)第二章 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì) 本智能車(chē)系統(tǒng)主要有幾大部分組成，包括電源模塊，驅(qū)動(dòng)模塊，采集模塊，信息處理模塊，測(cè)速模塊等組成。根據(jù)智能車(chē)系統(tǒng)的基本要求，我們?cè)O(shè)計(jì)了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。Mc9s12xs128線性CCD舵機(jī)轉(zhuǎn)向液晶按鍵測(cè)速編碼器電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊電源模塊圖2─1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖（1）車(chē)模底盤(pán)降低，主板低放，以降低重心。（3）用輕便堅(jiān)固的碳纖桿作為線性CCD桿的材料。第三章 智能車(chē)機(jī)械設(shè)計(jì)及安裝圖2─2 智能車(chē)實(shí)物圖第三章 智能車(chē)機(jī)械設(shè)計(jì)及安裝 根據(jù)組委會(huì)的相關(guān)規(guī)定，今年光電組比賽車(chē)模更換為B型車(chē)模。在比賽備戰(zhàn)之初，我們就對(duì)該車(chē)模進(jìn)行了詳細(xì)的系統(tǒng)分析。本章將介紹我們?cè)谟山M委會(huì)提供的B 車(chē)模的基礎(chǔ)上對(duì)車(chē)模進(jìn)行機(jī)械分析與改裝，以達(dá)到使智能車(chē)機(jī)械性能最佳的目的。圖3─1 車(chē)模外形在保證順利通過(guò)坡道的前提下，底盤(pán)盡量降低，從整體上降低模型車(chē)的重心，使模型車(chē)轉(zhuǎn)彎時(shí)更加穩(wěn)定、高速。使車(chē)模更加穩(wěn)定，有利于速度的提升 此外我們參照組委會(huì)的相關(guān)規(guī)定，用廢棄的PCB板對(duì)底盤(pán)與后輪電機(jī)連接部分進(jìn)行了固定，這樣使底盤(pán)與后輪電機(jī)連接部分連接成為一個(gè)鋼性結(jié)構(gòu)，從而大大地減小了車(chē)模行駛過(guò)程中CCD的抖動(dòng)，提高了車(chē)模的整體穩(wěn)定性。 主銷(xiāo)后傾 從側(cè)面看車(chē)輪，轉(zhuǎn)向主銷(xiāo)(車(chē)輪轉(zhuǎn)向時(shí)的旋轉(zhuǎn)中心)向后傾倒，稱(chēng)為主銷(xiāo)后傾角。設(shè)定很大的主銷(xiāo)后傾角可提高直線行駛性能，同時(shí)主銷(xiāo)縱傾移距也增大。 圖3─2 主銷(xiāo)后傾示意圖 從車(chē)前后方向看輪胎時(shí)，主銷(xiāo)軸向車(chē)身內(nèi)側(cè)傾斜，該角度稱(chēng)為主銷(xiāo)內(nèi)傾角。 此外，主銷(xiāo)內(nèi)傾角還使得主銷(xiāo)軸線與路面交點(diǎn)到車(chē)輪中心平面與地面交線的距離減小，從而減小轉(zhuǎn)向時(shí)舵機(jī)的拉力，使轉(zhuǎn)向操縱輕便，同時(shí)也可減少?gòu)霓D(zhuǎn)向輪傳到舵機(jī)上的沖擊力。 前輪外傾 前輪外傾角是指通過(guò)車(chē)輪中心的汽車(chē)橫向平面與車(chē)輪平面的交線與地面垂 線之間的夾角，對(duì)汽車(chē)的轉(zhuǎn)向性能有直接影響，它的作用是提高前輪的轉(zhuǎn)向安 全性和轉(zhuǎn)向操縱的輕便性。如果車(chē)輪垂直地面一旦滿載就易產(chǎn)生變形，可能引起車(chē)輪上部向內(nèi)傾側(cè)，導(dǎo)致車(chē)輪聯(lián)接件損壞。 左右，以減少承載軸承負(fù)荷，增加零件使用壽命，提高汽車(chē)的安全性能。由于競(jìng)賽中模型主要用于競(jìng)速，所以要求盡量減輕重量，其底盤(pán)和前橋上承受的載荷不大，所以外傾角調(diào)整為 0176。 前輪前束 所謂前束是指兩輪之間的后距離數(shù)值與前距離數(shù)值之差，也指前輪中心線與縱向中心線的夾角。前輪在滾動(dòng)時(shí)，其慣性力自然將輪胎向內(nèi)偏斜，如果前束適當(dāng)，輪胎滾動(dòng) 時(shí)的偏斜方向就會(huì)抵消，輪胎內(nèi)外側(cè)磨損的現(xiàn)象會(huì)減少。在實(shí)際的汽車(chē)中，一般前束為 0~12mm 。只有主銷(xiāo)內(nèi)傾確定后才能確定合適 的前輪前束與之配合。主銷(xiāo)內(nèi)傾的調(diào)整由于要擰開(kāi) 螺絲釘，固定件又為塑料，所以頻繁的調(diào)整容易引發(fā)滑絲現(xiàn)象。 前束在摩擦大的時(shí)候有明顯的效果。在模型車(chē)中，前輪前束是通過(guò)調(diào)整伺服電機(jī)帶動(dòng)的左右橫拉桿實(shí)現(xiàn)