作者:广东技术师范学院 陈晓波 陆永东 张华灵
指导教师:肖蕾 祁伟
第一章 引言
1.1 概述
“飞思卡尔”杯全国大学生智能汽车竞赛,是由教育部高等学校自动化专业教学指导分委员会主办的科技竞赛。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,旨在促进高等学校素质教育,培养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。该竞赛主要由飞思卡尔半导体公司赞助,由清华大学协办,从2006年开始,每年举办一届,目前已成功举办了四届。第三届、第四届连续两届被教育部批准列入国家教学质量与教学改革工程资助项目之一。
第五届飞思卡尔杯智能汽车大赛首次加入了基于电磁传感器的寻线智能车,在地面铺设通有交变电流的引导线,在引导线周围激起交变的磁场,从而通过检测此磁场引导车辆行驶。使用电磁场作为引导智能车的优点,主要体现在磁场信号具有很好的环境适应性,不受光线、温度、湿度等环境因素的影响。由于电磁场是矢量场,具有方向行,对于不同的传感器和传感器的不同摆放方式,探测到的电磁场也是有所不同的。
1.2 基本原理
本文主要介绍了我队队员在第六届Freescale智能汽车大赛过程中的工作成果。本智能车系统设计以MC9S12XS128处理器为核心,通过电感采集赛道数据,用以检测智能车的运动位置和运动方向,采用光电编码器检测速度,PID控制算法调节电机的速度和舵机的方向,完成对智能车的基本控制。
根据功能不同,电磁车体系结构大致包括传感器、控制、执行机构、人机接口和电源五大部分。
1.传感器部分
负责感知外部世界的环境信息和车模自身的状态信息,为小车完成赛道的检测与跟踪以及实现小车的运动控制提供所需的信息。
2.控制部分
分析传感器数据,提取赛道信息,运行控制算法,向执行机构发出动作信号,控制赛车沿赛道行驶。控制部分主体是单片机MC9S12XS128。
3.执行机构
负责执行动作信号,实现车的前进、变速和转向。执行机构包括电机驱动、电机和舵机。
4.电源部分
负责向各部分提供合适的电源,包括电池和稳压模块。