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第五届“飞思卡尔”杯—光电组-东北师范大学-东师电子三队

高工
2014-01-20 17:12:07    评分

作者:东北师范大学  王韬睿 谢仁贵

指导教师:陈彩云  张文娟

      作品简介

 

  摘要

  本文详细介绍了智能车的设计,制作,调试过程。记述了小车数据采集,数据处理,路径识别,舵机转向控制,电机驱动,车速检测,速度控制,以及电源管理等硬件电路和软件算法。
       本系统以飞思卡尔16位微控制器MC9S12XS128为控制芯片,以激光传感器以及收发一体红外传感器作为路径检测的主要传感器,以光电编码器作为本车的速度传感元件,BTS7960作为电机的驱动芯片。
       在调试过程中,利用MC9S12XS128的串口通信功能将激光传感器和红外传感器采集到的赛道及PID调速信息发送给上位机,用labview编制的软件在上位机上显示这些信息。同时,利用软件进行信号处理,从传感器采集到的大量数据中提取出有用信息,使智能车能够精确的识别起始线,十字交叉线,S弯道,上坡,下坡等赛道类型和信息。综合PID算法对速度和前进方向进行调节控制。结合闭环控制的策略,控制智能车及时调整车身的运动姿态,使其准确、快速的跑完全程,并停止在起跑线三米以内。

关键词:S12微控制器,激光传感器,红外传感器,数据处理, PID速度控制 舵机控制


第一章 引 言        全国大学生智能车竞赛是教育部为了加强培养大学生实践、创新能力和团队精神,在已举办全国大学生数学建模、电子设计、机械设计、结构设计等四大竞赛的基础上,经研究决定,委托教育部高等学校自动化专业教学指导分委员会主办的大学生课外科技竞赛。竞赛采用组委会统一制定的车模套件,以MC9S12XS128单片机为基础,自行制作一个能够自主识别路线的智能车,在专门设计的跑道上自动识别道路,遵循引导线行驶。赛车单圈完成时间短的队伍胜出。该竞赛综合性强,以迅猛发展的汽车电子为背景,涵盖了控制、模式识别、传感、电子、电气、计算机和机械等大各学科的知识。作为能够自动识别道路运行的智能车,车模和控制器可以看成一个自动控制系统。它可分为传感器,信息处理,控制算法,执行机构等部分组成。其中,以单片机为核心,配有传感器、执行机构以及它们的驱动电路构成了控制系统硬件;信息处理与控制算法由运行在单片机中的控制软件完成。因此参赛队员需要在MC9S12XS128单片机基础平台上,熟练应用嵌入式应用开发软件Code Warrior for MC9S12XS128、工业标准图形化编程工具LabVIEW、PCB设计工具Protel DXP 2004等辅助工具,搭建智能车硬件系统,编制合适的控制算法,坚持不懈的努力,使智能车达到最优化。本文将从智能车机械结构调整与安装、硬件电路设计、控制算法设计以及调试工具四方面进行介绍,其中主要介绍了控制算法。在经过几个月的努力后,终于完成了一个符合比赛要求的小车,经过不断的调试与改造后,小车的速度与稳定性在不断的提高。尽管过程很苦,但我们学到了很多东西,在此感谢飞思卡尔公司及大赛的举办方,感谢它们给予我们发展,进步的机会。


全文请访问:东北师范大学 光电组 东师电子三队 第五届技术报告.pdf




关键词: S12微控制器     激光传感器     红外传感器     数据处理         

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