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　　作者：山东大学 武亚文 尹睿 张广乐

　　指导教师：段彬 藏利林

　　作品简介

　　摘要

　　本文以第七届飞思卡尔杯智能汽车竞赛为背景详细介绍了智能车系统的软硬件结构和开发流程。采用1:10 的仿真车模，以飞思卡尔半导体公司生产的16 位单片机MC9S12XS128 为核心控制器，在CodeWarrior IDE 开发环境中进行软件开发，使赛车在跑道上沿着两边的黑线以最快的速度行驶。论文介绍了总体方案设计、机械结构设计、硬件电路设计、软件设计、无线通信子系统设计、上位机监控子系统设计以及系统的调试与分析。机械结构设计部分主要介绍了对车模的改进。硬件电路设计部分主要介绍了智能车系统的硬件电路设计，包括原理图和PCB 设计。软件设计方面，主要介绍了三随动舵机的控制原理和电机的PID 控制策略，阐述了无线技术在智能车系统中的应用思路。上位机设计则围绕Qt Creator 介绍了上位机平台的搭建。

　　第1 章绪论

　　山东大学智能车队

　　飞思卡尔杯大学生智能汽车竞赛起源于韩国，自2006年引入我国以来已成功举行了六届，至今已经发展到了第七届。智能车竞赛是一项涵盖控制、模式识别、传感、电子、电气、计算机和机械等多个学科交叉的科技创意性比赛，对学生的知识融合和实践动手能力的培养，具有良好的长期的推动作用，并且本项赛事对进一步深化高等工程教育改革，培养本科生获取知识、应用知识的能力及创新意识，培养本科生从事科学、技术研究能力同样具有重要的意义，对于高校相关学科学术领域学术水平的提高也有一定的帮助。

　　山东大学作为第一届邀请赛参赛学校参加了至今各届智能车比赛，并取得了多项全国一等奖。春华秋实，山东大学智能车已经走过七个年头，今年将继续参加在南京举行的第七届全国大学生智能汽车竞赛。

　　现在山大智能车已经形成了完善的人员管理体制和竞争机制，以嵌入式系统和智能控制创新平台为基础，以山东大学智能车工作室为人员和技术核心，形成了完善的人才培养和选拔机制。一大批工科同学从中获得了工程实践经历和丰富快乐的课余生活。目前山大智能车校内涉及控制科学与工程、信息科学与工程、机械工程、电气工程、计算机科学与工程等各学院的同学，开设了智能车暑期学校课程，并受到越来越多的关注。

　　在技术上，从硬件、软件到机械，山东大学智能车工作室已经形成了完善的理论系统和技术储备。以光电组为例，硬件方面，我们已经掌握了成熟的激光传感器制作技术，车载有效前瞻可以达到接近一米;机械上我们已经在轮胎摩擦力方面，转向舵机、随动舵机的架设方面，形成了自己的理论和经验体系;软件方面，在信号采集、信号处理方面，从单舵机到双舵机、三舵机的控制方面均有了完整方案;在调试系统方面，我们已经有完善的SD卡上下位机和无线上下位机等调试系统，并在长期使用过程中形成了自己的经验和理论。在其他细节方面我们拥有更多的技术积累。

　　本文主要内容及章节安排

　　本文主要共包含七个章节，现将主要内容介绍如下：

　　第二章：系统总体设计方案。主要介绍系统总体框图，并简要介绍系统的各部分设计。

　　第三章：智能车机械结构设计。主要介绍转向舵机的安装、车轮及底盘的调整、随动舵机及激光传感器的安装、测速模块的安装等。

　　第四章：硬件电路设计。主要介绍MC9S12XS128单片机系统、底层主电路、激光传感器、驱动电路、测速电路的设计等。

　　第五章：软件设计。主要介绍主程序流程、信号分析与识别、控制策略等。

　　第六章：上位机监控子系统设计。主要介绍Qt开发平台、上位机的编写等。

　　第七章：系统调试。展示上位机系统运行及调试成果。

　　第八章：车模技术参数说明。

　　总结：主要介绍了本智能车设计的特色，以及创新点。

全文请访问：光电组 山东大学 光电组 光电一队 技术报告.pdf。