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作者：大连民族学院 周凡 马浩东 关明鑫

指导教师：陈兴文 丁继峰

作品简介

　　摘 要

　　本文详细介绍了一年来哥特式团队在准备“飞思卡尔”杯智能汽车竞赛中所获得的成果。所选用的微处理器为MC9S12XS128，传感器为激光管和广电对管，开发平台为CodeWarrior IDE 5.0，车模采用第六届“飞思卡尔”杯智能汽车竞赛组委会所提供的A 型车模。

　　设计过程中，涉及了机械机构的调整、硬件电路的设计、运动控制系统的设计、控制决策的制定与优化等。激光管为主要循迹传感器，光电对管为辅助循迹。激光管的PCB 固定于一个舵机上，构成一个随动的闭环控制系统。电机控制采用了BangBang 与PID 的混合使用。转向舵机根据激光管与随动舵机的所反映的信息，通过算法算出偏移量，进行PD 控制。在调试过程中，不断升级软件、硬件与机械结构，整个系统可靠稳定。

　　第一章 引 言

　　1.1 背景介绍

　　全国大学生“飞思卡尔”杯智能汽车竞赛是在规定的模型汽车平台上，使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模块，通过使用道路传感器识别，制作电机驱动电路、传感器电路，软件编写核心控制算法等，制作出一款能够自主识别白色跑道上宽为25mm 黑线，并按照规定路径行驶的汽车模型。该竞赛是涵盖了控制、模式识别、传感技术、电子、电气、计算机、机械等多个学科。

　　本文对车模机械结构调整、传感器电路、电机驱动电路、核心控制算法等进行了详细的说明。

　　“飞思卡尔”杯智能汽车竞赛已经经历了五届的风雨，在本次第六届“飞思卡尔”杯智能汽车竞赛，包括了摄像头组、光电组、电磁组三个组别。本文着重介绍了光电组智能车的制作。

　　1.2 总体方案介绍

　　竞赛规定，“飞思卡尔”杯智能汽车竞赛必须使用飞思卡尔的16 位单片机MC9S12XS128 作为核心处理器用于智能车系统的控制。智能车的循迹方案选择使用激光传感器，通过XS128 的I/O 口读取信号，得知目前黑线的位置。激光传感器连接在一个随动舵机上，使得黑线保持在传感器范围内。通过随动舵机与激光传感器所反馈的信息，用内部算法加以处理得出偏移量，控制转向舵机修正车身。电机驱动采用4 片BTS7960 构成全桥电路，控制信号由单片机内部的Pulse—Width 模块所产生的PWM 波，通过调节占空比去调节车速。在车模后轴安装了旋转编码器，通过MCU 进行脉冲捕捉，进行闭环控制。为了保证坡道顺利通过和起跑线的精准识别，添加了由光电对管光感器。另外为了调试方便，使用nRF2401 无线模块实时发送车上的数据，PC 端通过串口接收数据，使用LabVIEW 制作的界面将数据显示出来，方便调试。

全文请访问：大连民族学院-哥特式队技术报告.pdf。