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　　作者：国防科技大学 阳灿 罗伟蓬 杨云凯

　　指导教师：

　　作品简介

　　第一章 引言

　　1.1概述

　　全国大学生智能汽车竞赛是教育部为了加强大学生实践、创新能力和团队精神的培养而设立的。该竞赛与己举办的全国数学建模、电子设计、机械设计、结构设计等专业竞赛不同，是以迅猛发展的汽车电子为背景，涵盖了控制、模式识别、传感技术、电子、电气、计算机、机械等多个学科交叉的科技创意性比赛。

　　在本次比赛中，本组使用大赛组委会统一提供的竞赛车模，采用飞思卡尔16 位微控制器MC9S12XS128作为核心控制单元，自主构思控制方案及系统设计，包括传感器信号采集处理、控制算法及执行、动力电机驱动、转向舵机控制等，最终实现一套能够自主识别路线，并且可以实时输出车体状态的智能车控制硬件系统。

　　本文主要对车模整体设计思路，硬件与软件设计及车模的装配调试过程作简要的说明。

　　由于全国大学生飞思卡尔智能车大赛已举办过六届，所以前六届的比赛模式成为了本次智能车竞赛的主要参考对象。车模竞赛的赛道是一个具有特定几何尺寸约束、磨擦系数及光学特性的白底面板，其两边贴有对可见光及不可见光均有较强吸收特性的黑色条带，宽度为2.5cm。智能车通过实时对自身运动速度及方向等进行调整来“沿”赛道运动。运动策略的制定主要是依靠对传感器得到的道路及行驶信息进行采集、分析、决策、执行四个步骤来进行的。

　　1.2文本结构

　　本文采用先总后分的结构，对系统设计和调试的各部分进行了介绍，突出强调了系统机械结构、硬件电路和软件程序的统一。全文共由7个章节组成，第一章为引言，二至六章为主体部分，第七章为总结。首先，基于比赛规则和控制器性能，在第二章里引出了我们的总体方案，确定了系统的硬件框架。然后，第三章是我们对机械性能的一些探索和改进，同时对电路板与传感器的安装进行了描述。第四章介绍了车模各模块的硬件电路实现。第五章里详细描述了系统设计中用到的各控制算法、黑线提取算法和车体控制算法。第六章介绍我们在设计过程中软硬件开发调试工具。最后，第七章对系统综合性能进行了评价，指出了创新点与不足之处。

　　1.3文献综述

　　由于该项比赛是多个学科交叉的科技创意性比赛，涉及的知识面较广，因此仅凭我们自己专业方面所学的知识是远远不够的。要很好地完成该智能车设计制作，还必须广泛查阅各方面的参考文献。以下就对我们在实际设计制作过程中所阅读的文献进行一下分类总结。

　　1.3.1S12单片机开发资料

　　对于freescale公司的单片机MC9SXS128我们以往从没有接触过，因此对于其系统结构以及内部资源都不是十分了解，通过仔细阅读freescale官方提供的S12单片机的开发资料，对这款运用于现代汽车电子的处理芯片有了全面的认识。

　　1.3.2机械调整与改装

　　对于模型车，机械设计的好坏直接影响其速度与稳定性，经过前六届的经验，凡是在最后比赛中取得较好成绩的队伍，都在机械改装上下了大功夫。我们大量借鉴了F1赛车的一些设计思路和玩具车模网站，对模型车的机械结构进行了一些改良。

　　1.3.3寻线控制方式

　　鉴于赛道黑线贴在两边，本队是光电组，对于光电组，要想在比赛中取得较好的成绩，好的寻线方式是极为重要的，为此我们参阅了国内外自主机器人的寻线方式，同时阅读了许多传感器相关的书籍。

　　1.3.4驾车技术

　　模型车是实际汽车的1：10等比例缩小模型，我们平时的驾车技术对于模型车的行驶具有很好地指导作用，通过网络，我们了解了一些驾车的基本技术，还根据平时玩极品飞车的经验，对于模型车的控制算法具有一定的帮助。

　　1.3.5往届论文

　　他山之石，可以攻玉。对于以往参赛队的经验，我们是可以直接借鉴的。我们认真阅读了往届的各参赛队论文，受益匪浅。

全文请访问：光电组-国防科技大学-铁军一师技术报告.doc。