作者:常州大学 汪汇泉 高祥龙 孙洋
指导教师:潘操 储开斌
作品简介
摘要
本文记录了常州大学“IDEA”队队员在准备第六届“飞思卡尔”杯全国智能汽车竞赛中的工作成果和体会,并总结了方案中成功的经验和不足之处,愿与各高校代表队分享。
本智能车系统以飞思卡尔高性能16位单片机MC9S12XS128为核心,通过用电感检测赛道导线产生的电磁波来引导小车行驶,用编码器来检测小车的速度。使用三极管对采集的电磁信号进行放大,利用二极管倍压整流将放大后的电磁信号转换为正比于交流电压信号峰峰值的直流信号,通过AD采样获得当前传感器在赛道上的位置信息,运用干簧管检测起跑线完成自动启停,使用PD算法控制小车方向和分段PID算法对小车进行速度控制,实现稳定快速的运行。
关键词:飞思卡尔智能车 MC9S12XS128 电磁导航 PID控制
第一章 引言
1.1 比赛背景介绍
教育部为了加强大学生实践、创新能力和团队精神的培养,在已举办的全国大学生数学建模、电子设计、机械设计、结构设计等4大竞赛的基础上,经研究决定,委托教育部高等学校自动化专业教学指导分委员会主办每年一度的全国大学生智能汽车竞赛,并成立了由教育部、自动化分教委、清华大学、飞思卡尔半导体公司等单位领导及专家组成了组委会。
该竞赛与教育部已举办的4大专业竞赛一样,都是为了提高大学生的动手能力和创新能力而举办的,具有重大的现实意义。与其他大赛不同的是,这个大赛的综合性很强,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、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,这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,培养硕士生从事科学、技术研究能力,培养博士生知识、技术创新能力具有重要意义。
根据自动化专业教学指导分委员会与飞思卡尔公司签署的有效期为5年的飞思卡尔公司协办全国大学生智能竞赛的合作协议书,竞赛由飞思卡尔公司提供统一的标准硬软件技术平台。各参赛队以飞思卡尔HC12单片机为核心控制模块,以引导改装后的模型汽车按照规定路线行进,以完成时间最短者为优胜。
组委会办公室技术组专家赴韩国汉阳大学交流访问,认真考察了其举办的多届智能汽车竞速比赛,在学习与总结其宝贵经验的基础上,为了保证竞赛的普及性,规定每支参赛队伍三名成员中最多只能有一名研究生参加;为了保证竞赛的公平性,制定了多种赛道方案以及体现公平、透明的比赛规则;为了进一步训练大学生的科学技术研究素质,参赛队伍除了进行现场比赛之外,还须提交技术报告,并计入竞赛总分。
为了使该竞赛向普及、健康的方向发展,成为在全国范围内大学生科技创意性的重要赛事,经自动化分教指委、飞思卡尔公司及组委会协商决定,在清华大学自动化系设立竞赛秘书处。