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1、第九届“飞思卡尔”杯全国大学生智能汽车竞赛技 术 报 告 学 校：湖南科技大学队伍名称：湖科逐梦一队参赛队员：易扬周凯 邓毓弸带队教师：吴亮红卢明关于技术报告和研究论文使用授权的说明参赛队员签名： 带队教师签名： 日 期： 目 录引 言1第一章 系统总体设计21.1系统总体方案的设计21.2车模选择31.3整车布局31.4本章小结4第二章 机械系统设计及实现52.1速度传感器的安装52.2摄像头的安装52.3偏振镜的安装62.4车模倾角传感器72.5电路板的安装72.6电池的安装72.7其他机械结构的调整82.8本章小结8第三章 硬件系统设计及实现93.1硬件设计方案93.2图像采集模块103
2、.3电源模块113.4电机驱动模块123.5积分电路133.6拨码开关133.7陀螺仪加速度计模块143.8辅助调试模块143.9本章小结15第四章 软件系统设计及实现164.1系统的程序流程图164.2图像采集164.3图像处理174.4速度控制184.5 PID算法简介184.6本章小结22第五章 系统开发及调试工具235.1开发工具235.2无线调试模块235.3 上位机软件开发245.4 TF卡调试模式245.5 电源充放电模块255.6 本章小结25第六章 模型车的主要技术参数26结 论I参考文献II引 言全国大学生“飞思卡尔”杯智能汽车竞赛是以“立足培养、重在参与、鼓励探索、追求卓
3、越”为宗旨，鼓励创新的一项科技竞赛活动。竞赛要求在规定的汽车模型平台上，使用飞思卡尔半导体公司的微控制器作为核心控制模块，通过增加道路传感器、电机驱动模块以及编写相应控制程序，制作完成一个能够自主识别道路的模型汽车。智能汽车竞赛的赛道路面为宽度不小于45cm的白色面板，赛道两侧边沿有宽为25mm的连续黑线作为引导线。参赛队员的目标是模型汽车需要按照规则以最短时间完成单圈赛道。大赛为智能车领域培养了大量后备人才，为大学生提供了一个充分展示想象力和创造力的舞台，吸引着越来越多来自不同专业的大学生参与其中。在本次比赛中，本组使用大赛组委会统一提供的竞赛车模，采用飞思卡尔32 位微控制器MK60FX5
4、12VLQ15作为核心控制单元，自主构思控制方案及系统设计，包括摄像头信号采集处理、图像算法、控制算法及执行、动力电机驱动等，最终实现一套能够自主识别路线的智能车控制系统。在制作小车的过程中，我们对小车的整体构架进行了深入的研究，分别在机械结构、硬件和软件算法上都进行过改进，整个小车的制作过程培养了我们在电路设计、软件编程、系统调试等方面的能力，锻炼了我们知识融合、实践动手的能力，在这份报告中，我们主要通过对整体方案、机械、硬件、算法等方面的介绍，详细阐述我队在此次智能汽车竞赛中的思想和创新。智能车的制作过程中充满了艰辛和快乐，这份报告凝聚了我们智慧，是我们团队共同努力的成果。第一章 系统总体
5、设计1.1系统总体方案的设计本文设计的智能车系统以MK60FX512VLQ15微控制器为核心控制单元，摄像头拍摄赛道图像，返回到单片机作为转向控制的依据。加速度计返回的模拟信号作为车身当前角度的信号，陀螺仪采集车身转动的角速度。主控输出PWM波控制电机的转速以保持车身的平衡和锁定赛道。同四轮车不同，平衡组需要使用左右轮的差速来转弯。为了控制的准确性和快速性，我们使用光码盘作为速度传感器。光码盘返回的信号可以形成闭环，使用PID控制电机的转速。平衡组强烈的加减速会导致车身的倾角剧烈的变化，这并不利于车身保持平衡。因此整个调试过程就是要保证车身稳定的前提下不断提高车模前进的平均速度。根据以上系统方
6、案设计，赛车共包括六大模块：主控模块、摄像头模块、电源模块、电机驱动模块、速度检测模块和辅助调试模块。系统的整体框图如图1.1所示：图1.1 系统结构框图1.2车模选择今年直立摄像头组提供了D、E两种车模可选择分别如下图1.2所示。 图1.2E车与D车模相比其具有车轮摩擦力大，抓地力强，电机功率大，加速快等明显优点。基于以上有点我们最终选择了E车模。1.3整车布局在整个设计过程中我们根据赛车的特点，在满足比赛要求的情况下，力求系统简单高效，因而在设计过程中尽量简化硬件结构，减少因硬件而出现的问题，整车布局总结为以下5点：（1）车模主板低放，以降低重心。（2）用轻便坚固的碳纤杆作为摄像头杆的材料
7、。（3）用光电码盘代替编码器，降低机械复杂程度。（4）为了降低车模重心，主板电池低位放置。（5）摄像头后置于模型车的中间部分，减少赛车前方盲区。综合以上几点，整车布局图如图1.3所示：图1. 3 整车布局图1.4本章小结智能车能够稳定的运行，良好的机械性能是必不可少的，机械安装的布局、质量将影响到道路信息的探测效果以及车子的行驶拐弯、加减速效果。安装时需考虑可靠性、轻便性、配重等问题。智能车能够高度稳定的运行，硬件电路，机械结构，控制策略等每一个部分都至关重要，而机械性能好坏是限制小车所能达到的极限速度的关键。第二章 机械系统设计及实现在整个调试过程中我们发现，车模在高速情况对整车机械性能要求
8、很高，为了使车在高速情况下更稳定流畅地运行，我们在前期装配时，对整车进行了细致的分析和装配，在规则允许的范围内进行改造，使车模的机械性能得到了提升。2.1速度传感器的安装速度传感器我们采用的是光码盘。码盘就是格栅，格栅不停的通过连续发光的光电管，所以光电管接收端就能接收到和格栅通过频率相同的光信号，通过接收端的光敏三极管进而转化为变化的电信号。光码盘很柔软，安装的时候很容易使之形变，所以安装的时要特别注意，另外码盘的位置会直接影响到最终输出波形，在安装时要多次细致调节，以得到最佳速度采集。具体安装如图2.1所示图2.1光电码盘安装2.2摄像头的安装对于整个车来说，摄像头的安装影响到整个车采集信
9、息的准确性。在摄像头安装过程中，我们在简洁，保证强度的基础上，采用了如图2.2的装法：图2.3 摄像头安装在安装过程中，我们特别注意整个摄像头的位置，保证其采到的图与程序的算法进行配合，尽量保证采到的图能够比较正确反应赛道的信息。摄像头的位置是整个系统中重心位置最高的，为了降低系统重心，需要严格控制CMOS摄像头的安装位置和重量。经过精心挑选和严格比较，我们采用了树脂碳杆作为安装CMOS的主桅，这样不仅降低了系统重心，而且可以获得很大的刚度质量比。单纯的碳杆刚性太强，遇到碰撞可能会发生折断，树脂碳杆可以在保证低质量的同时，也保证了高强度。我们使用了铝质的摄像头固定装置，该结构重量轻，强度大，可
10、以方便的对摄像头进行调整和校正。2.3偏振镜的安装赛道的反光会引起许多不利变化，如起跑线的误识别，赛道丢失。根据反射光均为偏振光的原理，为减少赛道反光对赛道信息的判断，我们使用了偏振片，滤掉大部分反射光，使赛道信息提取更加准确。虽然使用偏振镜会使摄像头接收到光强度会减少一半，但经过实测发现并不影响对赛道信息的有效提取。具体安装如图2.3。图2.3 偏振镜安装2.4车模倾角传感器 车模倾角传感器包括陀螺仪和加速度计。它们都是表贴元器件，单独固定在一块小电路板上，然后与车身相固定，从而保证检测数据的可靠性。为了最大程度减少车模运行时前后振动对于测量倾角的干扰，我们将这块带有陀螺仪和加速度计的电路板
11、固定在整个车模中间质心的位置。安装角度传感器电路板时应该尽量保证陀螺仪传感器水平安装。2.5电路板的安装 为了使小车具有较好的稳定性及转向性能，我们在搭建小车时尽量选择降低重心，因此也将电路板安装在了电机上方，从而实现降低重心，提高小车的稳定性。2.6电池安放同样为实现降低重心，提高小车稳定性的目的，我们制作了两片铝条，然后固定在电机上方，进而用于固定电池，最大程度的降低了小车的重心。2.7其他机械结构的调整另外，在模型车的机械结构方面还有很多可以改进的地方，比如说车轮、传感器的保护等方面。由于直立小车的直立行驶及转向都是通过后轮实现的，因此当小车在转向时，模型车的轮胎与轮毂之间很容易发生相对
12、位移，可能导致在加速时会损失部分驱动力，而且使小车的状态不稳。因此，我们在实际调试过程中对车轮进行了粘胎处理，可以有效地防止由于轮胎与轮毂错位而引起的驱动力损失的情况。安装时应注意调整好齿轮间隙。齿轮传动机构对车模的驱动能力有很大的影响。齿轮传动部分安装位置的不恰当，会大大增加电机驱动后轮的负载，会严重影响最终成绩。调整的原则是：两传动齿轮轴保持平行, 齿轮间的配合间隙要合适，过松容易打坏齿轮，过紧又会增加传动阻力，浪费动力；传动部分要轻松、顺畅，不能有迟滞或周期性振动的现象。判断齿轮传动是否良好的依据是，听一下电机带动后轮空转时的声音。声音刺耳响亮，说明齿轮间的配合间隙过大，传动中有撞齿现象
13、。为了保护模型车传感器支架，在车模机械设计的时候，我们增添了防撞保护装置，使一旦车模倾倒或者失控，防撞保护装置可保护车模机械的安全性，保证小车状态的稳定性。2.8本章小结正如前一章节所述，智能车虽然小，但是里面依然蕴含着许多机械学上的知识，一辆车机械的稳定性和实用性决定着一辆车所能达到的极限速度，而原有车模机械比较简单，多以对车模机械的改装至关重要。我们非常重视对智能汽车的机械结构的改进，经过大量的理论研究和实践，我们小车的大部分质量都集中在两轮前后，达到降低重心的目的，从而提高了小车整体的稳定性和可靠性。机械安装是个需要通盘考虑的问题，机械安装的布局、质量将影响到道路信息的探测效果以及车子的
14、行驶路径。安装时需考虑安装的可靠性、轻便性、各部分配重等问题。第三章 硬件电路设计及实现硬件电路设计我们是在可靠的基础上使其简单化，满足稳定工作的基本要求，电源管理模块要保证使整个系统供电稳定；保证传感器信息采集准确有效；电机驱动则需在保证正常工作的情况下尽量减少对其他电路的干扰。智能车共包括六大模块：主控模块、图像采集模块、电源模块、电机驱动模块、速度检测模块、陀螺仪加速度计模块和辅助调试模块。3.1硬件设计方案主控模块：智能车系统以MK60FX512VLQ15为控制核心，将采集CMOS数字摄像头、光电门等传感器的信号，根据控制算法做出控制决策，驱动直流电机完成对智能汽车的控制并实现了单片机
15、硬件的最优化设计和单片机资源的合理化使用。 其最小系统电路图如图3.1所示 .图3.1 K60最小系统3.2图像采集模块模块摄像头简介1）CCD与CMOS首先，介绍一下CCD与CMOS摄像头的区别。摄像机的CCD 和CMOS 的结构，ADC的位置和数量是最大的不同。简单的说，CCD每曝光一次，在快门关闭后进行像素转移处理，将每一行中每一个像素（pixel）的电荷信号依序传入“缓冲器”中，由底端的线路引导输出至 CCD 旁的放大器进行放大，再串联 ADC 输出；相对地，CMOS 的设计中每个像素旁就直接连着 ADC（放大兼类比数字信号转换器），讯号直接放大并转换成数字信号。 2）数字摄像头与模拟
16、摄像头 所有CCD芯片都属于模拟元件，但当图像数据进入计算机时却是数字信号。如果数据是在摄像头、采集卡两部分完成数字化的，这个摄像头就是模拟摄像头。而数字摄像头则是在摄像头内部完成数字化的，这样可以减少图像的噪音。与模拟摄像头相比，数字摄像头显著提高了摄像头的信噪比、增加了摄像头的动态范围、最大化图像灰度范围。数字摄像头是在摄像头内部完成数字化的，这样可以减少图像的噪音。与模拟摄像头相比，数字摄像头显著提高了摄像头的信噪比、增加了摄像头的动态范围、最大化图像灰度范围。基于以上优点，我们选择了OV7725数字摄像头。其接口电路图如图3.2所示.。图3.2 摄像头接口电路3.3电源模块 智能车系统
17、采用配发的标准的车模用的7.2V 2000mAh Ni-cd蓄电池进行供电，但各个模块所需要的电压不同，因此需要进行电压调节。电源系统的好坏直接关系到整个系统的稳定性。电压种类大致有 5V 为 MCU、OLED 供电；5V 为图像处理电路、速度反馈信号处理电路供电；3.3V 为摄像头供电； 其中 3.3V 是直接由主板提供的； 5V 是由芯片ASM1117降压后提供的。具体电路图如图3.3所示。图3.3 电源模块电路图3.4电机驱动模块驱动直流电机完成智能汽车的加减速控制和转向控制。我们选用了驱动芯片BTS7970B，其为高强度电流的半桥电机驱动芯片。我们利用两片BTS7970B构成一个完整的
18、全桥驱动，可以很好实现电机的正转、反转、刹车制动。电路如图：图3.4 电机驱动模块电路图3.5积分电路用于将陀螺仪采集到的角速度转换为相应的角度。3.6拨码开关3.7陀螺仪加速度计模块3.8辅助调试模块采用液晶OLED128*128和按键以及蓝牙和SD卡进行辅助调试，为方便调试提供了好的平台。3.9本章小结硬件电路对整个系统的稳定性有着至关重要的作用。而电源电路则是重中之重。本章主要介绍硬件系统的各个模块。而各个模块都是我们都精心设计与测试，认真的设计电路板的形状，对电路板进行合理的布局、布线，最终制作出PCB板。然后我们又自己手工焊电路板，最终经过调试后成功投入使用。第四章 软件系统设计及实
19、现4.1系统的程序流程图图4.1 系统程序方框图4.2图像采集OV7620 CMOS摄像头，它可以直接输出行场同步信号，正常输出图像大小为240x640。但对于小车来说太大了，要想识别出赛道的有用信息只需要少量的像素信号就行。因此采用隔行采集和pclk分频的方法把图像进行缩减。这样就可以每扫描一场得到完整的简单的赛道信息了，由于我们使用的是软件分频，二值化和滤波，需要对图像处理占用一部分时间，为了避免采集与处理的冲突，所以选择了隔场扫描，每采集一场，然后处理图像并控制。之后再从新的一场开始采集，同时通过特定行行数组对图像矫正，能够保证图像的质量和真实的赛道情况，然而，由于单片机的处理能力有限，
20、所以不能对摄像头的一场图像中所有的行的所有像素点都进行处理，但为了获得理想的赛道信息和足够的前瞻量，选择合适的行和每一行中需要采集的像素点数便显得至关重要，经过多次反复的实验，最终我们选定，在摄像头前30220cm的距离内，每相隔2cm采集一行，共采集60行数据；为了方便中线的确定，我们每一行采集80个像素点。4.3图像处理采集到的图像信息处理成完整的图像，接下来提取赛道有用信息。首先就是图像的二值化，我们采用硬件二值化得到二值化后的图像。得到二值化的图像后进行中心线的提取。提取中心线是图像处理的关键，只有正确的提取中心线才能准确的控制小车。我们采用逐行搜索的算法中心线提取算法的基本思想为：
21、i. 中心扩散搜索，找到黑点记录黑点当前列值； ii. 两边都有直接求和平均求出中心值；iii. 只找到一边时，根据图像修正值俩确定中心值； iv. 两边都没有时，可以认为是在十字交叉处根据前面的状态和当前黑线的延伸趋势来确定中心值； v. 另外由于图像数据量大，全部扫描一遍会浪费很多时间，我们采取各行扫描避免整行逐点扫描，以节约时间；4.4速度控制对速度的控制我们参考了采用增量式 PID 算法，将经过图象处理后得到的赛道中心线和对应的速度 PID 参照速度处理成二次曲线的关系。并且参照前瞻量动态改变二次曲线中最高点（直道的最高速度）和最低点（弯道的最低速度）大小；在实际测试中，小车在直道和弯
22、道相互过渡加减速比较灵敏，没有明显速度变化，且与舵机转向控制配合较好，路径也有了很好的提升；这样一来整个系统也就变得优美统一。4.5 PID算法简介目前工业自动化水平已成为衡量各行各业现代化水平的一个重要标志。同时，控制理论的发展也经历了古典控制理论、现代控制理论和智能控制理论三个阶段。智能控制的典型实例是模糊全自动洗衣机等。自动控制系统可分为开环控制系统和闭环控制系统。目前，PID控制及其控制器或智能PID控制器（仪表）已经很多，产品已在工程实际中得到了广泛的应用，有各种各样的PID控制器产品，各大公司均开发了具有PID参数自整定功能的智能调节器(intelligent regulator)
23、，其中PID控制器参数的自动调整是通过智能化调整或自校正、自适应算法来实现。有利用PID控制实现的压力、温度、流量、液位控制器，能实现PID控制功能的可编程控制器(PLC)，还有可实现PID控制的PC系统等等。这里，我们利用PID控制实现智能小车的快速平稳运行。要使智能小车能够平稳快速地运行，需要有高效稳定的控制算法对小车速度进行闭环反馈控制，于是我们使用了鲁棒性很好的经典PID控制算法，配合使用理论计算和实际参数补偿的办法即可消除外界各种因素的影响，使得小车运行的更稳定。PID控制器是一种线性控制器，它根据给定值与实际输出值构成控制偏差。将偏差的比例(P)、积分(I)和微分(D)通过线性组合
24、构成控制量，对被控对象进行控制，故称PID控制器，原理框图如图所示。图4.16 PID控制器原理框图在计算机控制系统中，使用的是数字PID控制器，控制规律为： (公式4.1) (公式4.2)式中采样序号，= 0，1，2； 第次给定值；第次实际输出值； 第次输出控制量； 第次偏差； 第次偏差；比例系数； 积分时间常数；微分时间常数； 采样周期。简单说来，PID控制器各校正环节的作用如下：比例环节：及时成比例地反映控制系统的偏差信号，偏差一旦产生，控制器立即产生控制作用，以减少偏差。积分环节：主要用于消除静差，提高系统的无差度。积分作用的强弱取决于积分时间常数，越大，积分作用越弱，反之则越强。微分
25、环节：能反映偏差信号的变化趋势(变化速率)，并能在该偏差信号变得太大之前，在系统中引入一个有效的早期修正信号，从而加快系统的动作速度，减小调节时间。数字PID控制算法通常分为位置式PID控制算法和增量式PID控制算法。1）位置式PID位置式PID中，由于计算机输出的u (k) 直接去控制执行机构(如阀门)，u(k)的值和执行机构的位置(如阀门开度)是一一对应的，所以通常称公式(4.2)为位置式PID控制算法。位置式PID控制算法的缺点是：由于全量输出，所以每次输出均与过去的状态有关，计算时要对过去e(k)进行累加，计算机工作量大；而且因为计算机输出的u(k)对应的是执行机构的实际位置，如计算机
26、出现故障，u(k)的大幅度变化，会引起执行机构位置的大幅度变化，这种情况往往是生产实践中不允许的，在某些场合，还可能造成严重的生产事故。因而产生了增量式PID 控制的控制算法，所谓增量式PID 是指数字控制器的输出只是控制量的增量u(k)。2）增量式PID当执行机构需要的是控制量的增量(例如：驱动步进电机)时，可由式(4.2)推导出提供增量的PID控制算式。由式(4.2)可以推出式(4.3)，式(4.2)减去式(4.3)可得式(4.4)。 (公式4.3) (公式4.4)式中 公式(4.4)称为增量式PID控制算法，可以看出由于一般计算机控制系统采用恒定的采样周期T，一旦确定了KP、TI 、TD
27、，只要使用前后三次测量值的偏差，即可由式(4.4)求出控制增量。增量式PID具有以下优点：(1) 由于计算机输出增量，所以误动作时影响小，必要时可用逻辑判断的方法关掉。(2) 手动/自动切换时冲击小，便于实现无扰动切换。此外，当计算机发生故障时，由于输出通道或执行装置具有信号的锁存作用，故能保持原值。(3) 算式中不需要累加。控制增量u(k)的确定仅与最近k次的采样值有关，所以较容易通过加权处理而获得比较好的控制效果。但增量式PID也有其不足之处：积分截断效应大，有静态误差；溢出的影响大。使用时，常选择带死区、积分分离等改进PID控制算法。3） PID参数整定PID控制器的参数整定是控制系统设
28、计的核心内容。它是根据被控过程的特性确定PID控制器的比例系数、积分时间和微分时间的大小。PID控制器参数整定的方法很多，概括起来有两大类：一是理论计算整定法。它主要是依据系统的数学模型，经过理论计算确定控制器参数。这种方法所得到的计算数据未必可以直接用，还必须通过工程实际进行调整和修改。二是工程整定方法，它主要依赖工程经验，直接在控制系统的试验中进行，且方法简单、易于掌握，在工程实际中被广泛采用。PID控制器参数的工程整定方法，主要有临界比例法、反应曲线法和衰减法。三种方法各有其特点，其共同点都是通过试验，然后按照工程经验公式对控制器参数进行整定。但无论采用哪一种方法所得到的控制器参数，都需
29、要在实际运行中进行最后调整与完善。现在一般采用的是临界比例法。利用该方法进行PID控制器参数的整定步骤如下：(1)首先预选择一个足够短的采样周期让系统工作；(2)仅加入比例控制环节，直到系统对输入的阶跃响应出现临界振荡，记下这时的比例放大系数和临界振荡周期；(3)在一定的控制度下通过公式计算得到PID控制器的参数。 为了方便大家掌握和调试PID，现将PID调试的常用口诀奉献给大家。 PID常用口诀： 参数整定找最佳，从小到大顺序查先是比例后积分，最后再把微分加曲线振荡很频繁，比例度盘要放大曲线漂浮绕大湾，比例度盘往小扳曲线偏离回复慢，积分时间往下降曲线波动周期长，积分时间再加长曲线振荡频率快，
30、先把微分降下来动差大来波动慢。微分时间应加长理想曲线两个波，前高后低4比1 一看二调多分析，调节质量不会低 4.6本章小结本章详细介绍了智能小车的控制软件的设计和思路。传感器部分重点介绍了摄像头的原理和图像处理算法。在控制策略上主要介绍了PID控制理论。第五章 系统开发及调试工具5.1开发工具IAR Embedded Workbench for ARM 是IAR Systems 公司为 ARM微处理器开发的一个集成开发环境。比较其他的 ARM开发环境，IAR EWARM 具有入门容易、使用方便和代码紧凑等特点。相对于Keil for ARM、CodeWarrior 而言，IAR for ARM
31、 的编程界面是最简单的，编译效率高，在嵌入式系统的调试方面提供了可供调试的插件，方面用户调试程序。5.2无线调试模块在智能车的制作和调试过程中，需要将小车检测到的路面信息以及速度等参数实时地发给PC，以便对算法进行有针对性的分析。由于小车在行驶时不能通过有线的方式获得其运行参数，我们使用了无线模块。无线模块介绍：GC05蓝牙模块，通讯距离达到100米。支持串口（UART）与USB口透明数据传输，适用于串口设备与计算机之间的数据传输。使用此模块S12 单片机可以方便地和PC通过RS232协议通信。5.2上位机软件开发在调试中为了数据传输的方便编写的上位机软件，该上位机软件调试截图如图 5.2所示
32、。图5.2 上位机5.3 TF卡调试模块我们用SD卡记录摄像头采集到的图像。采集完一场图像，把图像数组的内容写入sd卡扇区，sd 卡工作在 SD模式。每次写入一个扇区，每个扇区 512 字节。sd 卡连接电脑，使用 VC 读取扇区，先把扇区内容写入图像数组，然后再把这个数组进行 bmp 编码生成二值化的 bmp 图像，按顺序保存。图5.3 TF卡记录的图像5.4 电源充放电模块我们使用的电源是官方提供的镍镉电池，经过多次使用后，我们发现电池电压下降到7.4V左右我们的小车就不能正常工作了。且随着使用次数的增多，电池的性能越来越差，最后经过分析发现，由于每次电池使用完后，不经放电就直接进行充电，
33、这使得电池存储容量变小，性能变差，对电池伤害特别大。5.5 本章小结本章我们主要对我们的调试工具以及辅助设备进行了详细的阐述，这些工具与设备，如催化剂一样帮助我们不断的前行，使得我们又一个很好的调试环境。在它们的帮助下，我们得以顺利的进行下去。第六章 模型车的主要技术参数赛车基本参数长26cm宽21cm高35cm车重1.021kg功耗空载8W带载大于10W电容总容量710uF传感器光电编码器2个摄像头1个除了车模原有的驱动电机、舵机之外伺服电机个数0赛道信息检测视野范围30-220cm精度4mm频率50Hz结 论“飞思卡尔”杯全国大学生智能汽车竞赛已经成功举办了八届，该竞赛涵盖了控制、模式识别
34、、传感技术、电子、电气、计算机、机械等多个学科，培养了学生的知识融合和实践动手能力。智能车给我们留下了许许多多美好的回忆，在写这份技术报告的时候，我们仿佛有走回了那些难忘的时刻。我们对于小车可谓是倾注了自己最大的热情。对于小车车模的安装，我们精细到一个小小的螺钉都要精心挑选，每一个孔都用手转精心打造。对于小车的机械结构，我们也是花足了心思。为了使小车的机械性能达到最佳，我们尝试了多种舵机的不同安装方式，并多次调整舵机臂的长度以及角度。我们还调整主销的倾角、束角等。对于胎皮的固定，我们下了许多功夫；对于动力轮差速的保护，也是十分的细心。为了使齿轮啮合的恰到好处，我们精心调节光电门的位置，并用热熔
35、胶将其牢牢固定。还有摄像头支架的固定，高度的确定等，我们都努力做到最好。对于小车的硬件电路板，我们也是精心绘制。我们是现学的DXP，故画第一版PCB时存在许多问题，引发了许多不必要的烦恼。经过后续的分析学习，我们进行了多次改进，最终，我们总共画了四版PCB。将主控板、驱动板以及最小系统板都进行了改进，使其布局达到最合理、走线最规范、电路板最简洁。而我们也增强了自己的焊功，使得电路板焊的非常完美。为了方便调试，我们还开发出许多调试工具。我们的上位机也是经过多次改进，进行了更新换代，最终才做的这么完美。智能小车的制作过程对我们队的每个成员都是一笔巨大的财富，相信这份经历给我带来的不仅仅是成功时的那
36、一份喜悦，更是自己在学习道路上的一次成长。参 考 文 献1. 王铎，赵经文理论力学（I）北京：高等教育出版社2009.2. 邵贝贝单片机嵌入式应用的在线开发方法M北京清华大学出版社20043.4.5. 谭浩强著C程序设计北京：清华大学出版社，20036. 童诗白，华成英模拟电子技术基础M北京. 高等教育出版社2000 7. Walt Jung 著，张乐峰 译运算放大器应用技术手册北京人民邮电出版社20098. 宗光华机器人的创意设计与实践M北京. 北京航空航天大学出版社2004 9. 杨春玲，王淑娟数字电子技术基础 北京：高等教育出版社，2000.10. 张文春汽车理论M北京机械工业出版社2005 11. 卓晴，黄开胜，邵贝贝学做智能车北京-北京航空航天大学出版社2007