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作者：中国农业大学  丛培庆  王杰  朱庆伟

指导教师：常华

      作品简介

 

　　摘要

　　本文以第五届“飞思卡尔”杯全国大学生智能车竞赛为背景，介绍了智能汽车控制系统的软硬件结构和开发流程。包括车模机械结构的设计调整，摄像头的选择与安装，电源管理电路、驱动电路的设计，图像处理和控制策略分析及调试方法介绍等内容。该系统以MC9S12XS128微处理器为控制核心，采用数字摄像头检赛道测路径走向，结合所测车速信息控制舵机转向，应用PID控制算法调节车速。经过大量底层和上层测试，实验结果表明，该方案可行。

关键词：智能车、飞思卡尔、MC9S12XS128、PID、摄像头

第一章 引言

1.1背景介绍

       现在半导体在汽车中的应用越来越普及，汽车的电子化已成为行业发展的必然趋势。它包括了汽车电子控制装置，即通过电子装置控制汽车发动机、底盘、车身、制动防抱死及动力转向系统等，到车载汽车电子装置，即汽车信息娱乐系统、导航系统、汽车音响及车载通信系统等等，几乎涵盖了汽车的所有系统。汽车电子的迅猛发展必将满足人们逐步增长的对于安全、节能、环保以及智能化和信息化的需求。

       作为全球最大的汽车电子半导体供应商，飞思卡尔公司一直致力于为汽车电子系统提供全范围应用的单片机、模拟器件和传感器等器件产品和解决方案。飞思卡尔公司在汽车电子的半导体器件市场拥有领先的地位并不断赢得客户的认可和信任。其中在8 位、16 位及32 位汽车微控制器的市场占有率居于全球第一。飞思卡尔公司生产的S12 是一个非常成功的芯片系列，在全球以及中国范围内被广泛应用于各种汽车电子应用中。

       为加强大学生实践、创新能力和团队精神的培养，促进高等教育教学改革，受教育部高等教育司委托(教高司函[2005]201 号)，由教育部高等学校自动化专业教学指导分委员会主办全国大学生智能汽车竞赛。该竞赛以“立足培养，重在参与，鼓励探索，追求卓越”为指导思想，是以智能汽车为竞赛平台的多学科专业交叉的创意性科技竞赛，是面向全国大学生的一种具有探索性的工程实践活动。

       该竞赛己成功举办了四届，得到了原教育部副部长吴启迪教授、教育部高教司领导、各高校师生的高度评价，已发展成为有全国26个省（自治区）、直辖市230 余所高校广泛参与的全国大学生赛事。第三、第四届比赛连续获得教育部、财政部“国家教学质量与教学改革工程”资助。

1.2概述

 第五届全国大学生智能汽车竞赛将于2010年8月21、22日在杭州电子科技大学举行，比赛要求使用竞赛秘书处统一指定的竞赛车模套件，采用飞思卡尔半导体公司的8位、16位微控制器作为核心控制单元，自主构思控制方案进行系统设计，包括传感器信号采集处理、电机驱动、转向舵机控制以及控制算法软件开发等，完成智能车工程制作及调试，于指定日期与地点参加各分赛区的场地比赛，在获得决赛资格后，参加全国总决赛的场地比赛。中心目标是不违反大赛规则的情况下以最短时间完成单圈赛道。

       本文主要对车模的整体设计思路：硬件与软件设计及车模的装配调试过程作简要的说明。由于该项赛事在国内已成功举办了四届，所以往届的比赛模式及各参赛队的优异表现成为了我们小组本次参加比赛的主要参考对象。智能车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，其中心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。

全文请访问：中国农业大学 农之魂二队 技术报告.doc