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　　作者：武汉大学 王松 桂初晴 陈武

　　指导教师：陈正

　　作品简介

　　第一章 引言

　　全国大学生“飞思卡尔”杯智能汽车竞赛是以“立足培养、重在参与、鼓励探索、追求卓越”为宗旨，鼓励创新的一项科技竞赛活动。全国大学生智能车竞赛已经成功举办了五届，比赛规模不断扩大、比赛成绩不断提高。通过比赛，促进了高等学校素质教育，培养了大学生的综合知识运用能力、基本工程实践能力和创新意识，激发了大学生从事科学研究与探索的兴趣和潜能,倡导理论联系实际、求真务实的学风和团队协作的人文精神， 为优秀人才的脱颖而出创造了条件。

　　竞赛要求在规定的汽车模型平台上，使用飞思卡尔半导体公司的16位微控制器作为核心控制模块，通过增加道路传感器、电机驱动模块以及编写相应控制程序，制作完成一个能够自主识别道路的模型汽车。智能汽车竞赛的赛道路面为宽度45cm的面板，两边有宽度为25mm的连续黑线，作为引导线，且赛道中有直道、弯道和坡道参三中路况。赛队员的目标是模型汽车需要按照规则以最短时间完成单圈赛道。

　　本智能车系统是以飞思卡尔公司生产的 16位微控制器 MC9S12XS256作为核心控制单元，并包括激光传感器及摇头舵机对赛道信息采集与处理、转向舵机控制、光电编码器速度采集、电机转速控制等，最终实现一套能够自主寻迹的智能小车软硬件控制系统。在方案设计的过程中，参阅了很多兄弟院校的往届大赛技术报告，如清华大学、北京科技大学、杭州科技大学等。通过研究探索，最后采取的策略是激光传感器、摇头巡线控制加液晶屏键盘辅助调参。这样不仅可以提高赛车的前瞻性，寻线的灵活性，而且使赛车的稳定性也有所提高。

　　本技术报告共七章，包括小车系统的总体设计、硬、软件系统组成各部分的分析、系统控制策略的阐述等。其中，第一章为引言，主要介绍了智能汽车研究背景、智能车竞赛的现状与发展以及技术报告的整体框架安排;第二章为智能车总体方案设计，主要包括小车系统模板设计的基本要求和框架结构;第三章为智能车机械结构调整及优化，主要包括智能车各部分机械结构调整的概况;第四章为智能车硬件系统的设计，详细地介绍了小车硬件系统的组成部分，包括：激光传感器、转向舵机、摇头舵机、电机、测速编码器以及 MC9S12XS256 微控制器;第五章为智能车软件控制策略介绍，包括起跑线、十字弯等道路识别以及赛道类型判断和舵机、电机控制算法;第六章介绍了在智能车开发、制作、安装、调试工具;第七章为智能车主要技术参数说明。

　　第二章 智能车总体设计方案

　　2.1 章节概述

　　本章主要介绍了本组光电车的总体设计方案和设计思路，在以后的章节里，将对整个系统从机械结构、硬件电路、控制算法三个方面进行更为细致的分析介绍。

　　2.2 系统总体方案设计

　　本组光电车使用飞思卡尔MC9S12XS256作为核心控制单元，使用双排激光传感器，且双排激光传感器皆为寻双边黑线，大前瞻进行摇头巡线控制，小前瞻对车在上下坡的过程中进行控制，并且检测起跑线。此外，使用了陀螺仪进行坡道检测，使用了光电编码器对小车速度进行检测。并且增加了液晶屏和键盘以及拨码开关，以便更方便的查看小车数据，修改小车参数，以及修改整体策略。根据采集到的黑线信息以及小车速度信息，对小车的转向以及速度进行控制，从而实现小车的循迹，整体结构框图如图2.1所示：

　　智能车系统从硬件上来分为八大模块，分别为电源管理、激光传感器模块、转向舵机、摇头舵机、电机驱动、光电编码器及陀螺仪、液晶屏、单片机模块。

全文请访问：光电组-武汉大学-有时想起队技术报告.doc。