飞思卡尔智能车光电组技术报告.docx

:..第十届全国大学生“飞思卡尔”杯华北赛智能汽车竞赛技术报告目录目录 11第一章方案设计 22第二章智能汽车机械结构调整与优化 66第三章智能汽车硬件电路设计 ,数码管 1313第四章智能汽车控制软件设计 1818第五章开发工具、制作、安装、调试过程 1919第六章模型车主要参数 1919结论 2121参考文献 32/第一章方案设计本章主要介绍智能汽车系统总体方案的选定和总体设计思路,在后面的章节中将整个系统分为机械结构、控制模块、控制算法等三部分对智能汽车控制系统进行深入的介绍和分析。,d,但是由于需要镜头成像,所以会带来成像失真,静电干扰严重等问题。由于平衡车的特殊性,车身在循迹前进的过程中,必须保持车身的平衡。根据最基本保持车身平衡的基本原理,我们需要知道车身当前的角度和角速度。因此在保持车身平衡方面,我们确定以加速度计作为角度传感器,陀螺仪作为角速度传感器。另外,车身转向控制方面,我们组没有使用陀螺仪作为转向反馈。这样会让车转弯不连续和平滑,最重要的是限制了车模的速度,不用转向陀螺仪车模的极限速度大概率在一米三左右。有了转向的陀螺仪可以2米以上。,智能汽车系统采用飞思卡尔的32位微控制器MK60DN256ZVLL10单片机作为核心控制单元用于智能汽车系统的控制。D采集赛道明暗信息,返回到单片机作为转向控制的依据。加速度计&陀螺仪返回的模拟信号作为车身当前角度的信号。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,我们使用编码器作为速度传感器。编码器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。根据以上系统方案设计,赛车共包括六大模块:MK60DN256ZVLL10主控模块、传感器模块、电源模块、电机驱动模块、速度检测模块和辅助调试模块。各模块的作用如下:MK60DN256ZVLL10主控模块,作为整个智能汽车的“大脑”,D传感器、陀螺仪,加速度计和光电编码器等传感器的信号,根据控制算法做出控制决策,驱动两个直流电机完成对智能汽车的控制;传感器模块,是智能汽车的“眼睛”,可以通过一定的前瞻性,提前感知前方的赛道信息,为智能汽车的“大脑”做出决策提供必要的依据和充足的反应时间,同时使用陀螺仪和加速度计计算车模行进过程中的实时角速度和加速度信息,用以保持车模稳定行进;电源模块,为整个系统提供合适而又稳定的电源;电机驱动模块,驱动直流电机和伺服电机完成智能汽车的加减速控制和转向控制;速度检测模块,检测反馈智能汽车轮的转速,用于速度的闭环控制;辅助调试模块,主要用于智能汽车系统的功能调试、赛车状态监控。,并介绍了系统的总体设计和总体结构,简要地分析了系统各模块的作用。在今后的章节中,将对整个系统的各个模块进行详细介绍。/第二章智能汽车机械结构调整与优化智能汽车各系统的控制都是在机械结构的基础上实现的,因此在设计整个软件架构和算法之前一定要对整个模型车的机械结构有一个全面清晰的认识,然后建立相应的数学模型,从而再针对具体的设计方案来调整赛车的机械结构,并在实际