第九届“飞思卡尔”杯全国大学生 智能车竞赛光电组技术报告

学校：中北大学伍名称：ARES 赛队员：贺彦兴

王志强 雷鸿

队教师：闫晓燕 甄国涌

关于技术报告和研究论文使用授权的说明书

本人完全了解第八届“飞思卡尔”杯全国大学生智能汽车竞赛关保留、使用技术报告和研究论文的规定，即：参赛作品著作权归参赛者本人，比赛组委会和飞思卡尔半导体公司可以在相关主页上收录并公开参赛作品的设计方案、技术报告以及参赛模型车的视频、图像资料，并将相关内容编纂收录在组委会出版论文集中。

参赛队员签名：

带队教师签名： 日期：2014-09-15日

2

摘要

本文介绍了第九届“飞思卡尔杯全国大学生智能车大赛光电组中北大学参赛队伍整个系统核心采用飞思卡尔单片机 MC9S12XS128MAA ，利用TSL1401线性CCD 对赛道的行扫描采集信息来引导智能小车的前进方向。机械系统设计包括前轮定位、方向转角调整，重心设计器件布局设计等。硬件系统设计包括线性CCD传感器安装调整，电机驱动电路，电源管理等模块的设计。软件上以经典的PID算法为主，辅以小规Bang-Bang 算法来控制智能车的转向和速度。在智能车系统设计开发过程中使用 Altium Designer设计制作pcb电路板，CodeWarriorIDE作为软件开发平台，Nokia5110屏用来显示各实时参数信息并利用蓝牙通信模块和串口模块辅助调试。关键字：智能车 摄像头 控制器 算法。

3

目录

1绪论................................................................................................... 1 1.1 竞赛背景.........................................................................................1 1.2国内外智能车辆发展状况..............................................................1 1.3 智能车大赛简介.............................................................................2 1.4 第九届比赛规则简介.....................................................................2 2智能车系统设计总述........................................................................ 2 2.1机械系统概述................................................................................. 3 2.2硬件系统概述................................................................................. 5 2.3软件系统概述..................................................................................6 3智能车机械系统设计........................................................................ 7 3.1智能车的整体结构......................................................................... 7 3.2前轮定位......................................................................................... 7 3.3智能车后轮减速齿轮机构调整..................................................... 8 3.4传感器的安装................................................................................. 8 4智能车硬件系统设计....................................................................... 8 4.1XS128芯片介绍................................................................................ 8 4.2传感器板设计............................................................................... 8 4.2.1电磁传感器方案选择................................................................. 8 4.2.2电源管理模................................................................................. 9 4.2.3电机驱动模块.............................................................................. 10 4.2.4编码器.......................................................................................... 11 5智能车软件系统设............................................................................. 11 5.1程序概述......................................................................................... 11 5.2采集传感器信息及处理................................................................ 11 5.3计算赛道信息.................................................................................13 5.4转向控制策略............................................................................... 17 5.5速度控制策略............................................................................... 19 6总结...................................................................................................19

4

6.1效果.......................................................................................... 20 6.2遇到的问题以及解决办法..................................................... 20 6.3队员之间的合作很重要..........................................................21 附录.................................................................................................. 22 源程序.............................................................................................. 23

5