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作者：湖北汽车工业学院  吴相昆  熊小龙  张君

指导教师：石振东

      作品简介

第一章  引  言

　　本智能小车以飞思卡尔16位微控制MC9S12XS128作为唯一的核心控制单元，采用一组线圈作为传感器，感应由赛道中心导线产生的交变磁场检测道路信息，通过单片机处理优化，把控制信号发送给电机和舵机。同时通过自制的转速传感器获取小车速度，进行速度反馈处理，最后利用 PID控制方式作为电机驱动。本文对线圈的选择及对跑道位置的的检测进行了简要的分析，对小车的硬件与软件设计进行了介绍。
       技术报告以智能小车的设计为主线，包括小车的构架设计、软硬件设计，以及控制算法研究等，共分为五章。其中，第一章为引言部分。第二章主要介绍了小车的总体方案的选取。第三章介绍了硬件设计，主要介绍了电路的设计；检测模块的设计。第四章对小车的软件设计进行了详细的介绍。第五章描述了小车的软件调试过程。

第二章  智能车整体设计

2.1技术方案的实现

       第五届智能车竞赛新增磁导航组，感应由赛道中心导线产生的交变磁场检测道路信息。在准备比赛的初始阶段，组委会提供的设计参考方案给我们很大的帮助。在路径检测方面，我们最终采用了使用单片机直接采样交变电压信号。

       其电路简单可行。与光电组和摄像头组相比，磁导航组最大的缺点是其前瞻的局限性，但采用线圈检测具有一定的稳定性且干扰小。

       在线圈的选择方面，我们经过了一个长期的过程，尝试了各种不同类型的线圈作为传感器,从最初电感到磁敏二级管，最后选择了电感值为100MH的线圈且等间距布置。在起跑线识别方面，我们选择了干簧管检测。在车体左右各布置3个干簧管且相互并联，作为一路I/O且采用查询检测方式。

       系统主板采用主办方提供的飞思卡尔16位微控制器MC9S12SX128作为核心控制单元，采用PWM和PID技术，控制舵机的转向和电机转速。在转向控制方面，我们采用了双舵机的摇头方案，一个舵机控制前轮转向，另一个舵机控制摇头角度，这样能使小车具有很好的随线性。在速度控制方面，采用PID控制，在智能车后部安有光珊，采集关于车轮转速的脉冲信号,经由MCU进行PID计算后自动调节对电机的PWM波的占空比，控制车速度。

       我们还扩展了液晶和键盘模块作为人机操作界面，以便于智能小车的调试与相关参数调整。

2.2系统机械结构设计

2.2.1摇头方案的实现

为了使小车具有较好的随线性，在转向过程中给一个合适的转向，我们选择了摇头方案。舵机带动T形摇头摆臂摆动，进而带动前面传感器支架摆动。考虑到小车经过坡道及信号强弱处理，T形摇头摆臂与传感器支架设计成可调结构，可调整传感器离地间隙。具体结构图形如下：

                       图2.1 摇头方案的实现

全文请访问：湖北汽车工业学院电磁组惠捷二号技术报告 .doc