分校东秦光电一队

和飞思半导体公司可以在相关主页上收录并公开参赛作品的设计方案、技日第一章引 概 文本结 第二章系统设计要求及方案论 系统设计要求及方案的选 系统总体方案的设 小 第三章智能汽车机械结构方案设计及优 智能汽车车体机械建 智能汽车传感器的安 速度传感器的安 寻迹传感器的安 车模倾角传感 重心调 电路板的安 电池安 其他机械结构的调 小 第四章硬件电路设计和说 电源管理模 电机驱动模 平衡传感器模 寻迹传感器模 编..............................................................................................键 液晶 单片机模 小 第五章控制软件设计说 线性CCD传感器路径精确识别技 新型传感器路径识别状态分 线性CCD传感器路径识别算 弯道的处 的处 终点线的处 5.8小 第六章开发工具、制作、安装、调试过 开发工 调试过 第七章模型车的主要技术参 结 概 两侧边沿有宽为25mm的连续黑线作为引导线。参赛队员的目标是模型汽车需种适合直立光电车的算法，并最终确定我们的设计思路。32位微控制器MK60DN512VLL10作为控制单元，自主构思控制方案及了艰苦的劳动。这份报告凝聚着东学秦皇岛分校光电一队全体队员的心血文本系统设计要求及方案的选定是在熟悉K60这款单片机的同时用最简化的将循线小车的功能实现。该系统采用飞思MK60DN512VLL10单片机为检测和控制，以线阵CCD系统总体方案的遵照本届竞赛规则规定，智能汽车系统采用飞思的32位微控制器MK60DN512VLL10单片机作为控制单元用于智能汽车系统的控制。线性CCD赛道明暗信息，返回到单片机作为转向控制的依据。主控输出用编作为速度传感器。编返回的信号可以形成闭环[2]，使用PID控制舵机的转向以及电机的转速。整个调试过程就是要保证车身稳定循迹的前提下不断提高车模前进的平均速度。在硬件电路设计上，采用了模块化的设计思PCB板，增加了硬件电路的可靠性。根据以上系统方案设计，共包括六大模块：MK60DN512VLL10主控模块、传感器模块、电源模块、电机驱动模块、速度检测模块和辅助调试模块。如图2.1所示。 图传感器和光电编等传感器的信号，根据控制算法做出控制决策，驱动舵机辅助调试模块，主要用于智能汽车系统的功能调试、状态[3]小智能汽车各系统的控制都是在机械结构的基础上实现的，因此在设计整个在实际的调试过程中不断的改进优化和提高结构的稳定性。本章将主要介绍智智能汽车车体机械车(E型模型车)。智能车的外形大致如下：智能汽车传感器的拆卸后，安装编，固定编的固定件是根据车得尺寸及与编的相对位置的连接固定件,并用黑色胶带进行加固。在安装完后轮后，在利用十字扳手套筒将后轮装上。安装时应注意调整好齿轮间隙。齿轮传动机构对车模的驱动能力有很大的影响。齿轮传动部分安装位置的不恰当，会大大增加电机驱动,传动部分要轻松、顺畅，不能有迟滞或周期性振动的现象。判断齿轮传动是否良好的依据是，听一下电机带动后轮空转时。声音刺耳响亮，图3.2编安装完CCD的主桅，可使车模具维修，具有赛场快速保障能力。寻迹传感器的安装如图3.3所示。3.3CCD一个与主板分立的电路安装在车身底部。如图3.4重心同样为实现降低重心，提高小车稳定性的目的，电池通过一个自行制作的支架固定在车身下部，最大程度上降低重心，电池放在靠近电机的位置。如图3.6其他机械结构的可保护车模机械的安全性，保证小车状态的稳定性。如图3.7图小电源管理电机驱动我们没有使用主办方推荐的电机驱动MC33886，尝试过H桥，但由于H桥电路MOS管只有TO-263封装，电路板过大，不方便安装，最终采用更小的BTN7971来实现过实践发现自主设计的电路能很好的满足频繁调速控制的要求，在电路大负载极限测试之后没有异常情况发生[4]。如图4.2平衡传感器4.3寻迹传感器CCD128图图 CCD内部感光单正比。因此为了适应场地，CCD的积分时间应该是可变的。编为了使用闭环控制，我们在汽车模型上附加了编。和其他元件相比，选用编可以使电路更加完善，信号更加精确。编功耗低，重量轻，抗冲击抗震动，精度高，长，非常实用[5]。编内部无上拉电阻，因此编码器接口出需要设计上拉电阻。同时为了保证波形的稳定主控板上使用了74HC244。K60自身具有正交功能，因此这里无需使用任何计数辅助器件，只需要将接口连接到单片机相应接口即可。接口如图4.11所示4.11键对参数作修改处理，如果每修改一个数据就一次程序的话，就会浪费时间，这时应用键盘，它就起到一个人机交互的作用。液晶块。由于模块是直接的成品。所以电路在这里不做介绍了。单片机款飞思32位的单片机，其开发方法和工作特点都与常用的单片机有一定的区别。开发环境也有不同。我们采用IAR作为开发工具[6]。小与数字部分等措施。我们的硬件电路的设计思想是在保证正确检测信号的CCD传感器路径精确识在本届大赛中，要求选择使用线性CCD以及LED作为光电车的传感器，CCD包含128个像素点[7]。CCD进行巡线；在十字的时候出现；黑色处虽有左右两个跳变，但左右跳变间距会比直道跳变间距CCD同时检测，前瞻较远出的跳变有3-4个，且前瞻较近处的跳变只有一个；终点线依靠CCD返CCD路径识别算法是我们使用的是由CCD先从左到有检测上升沿，再从右向CCD1 for(i=0;i<122;i++)//0-{ {}} for(j=127;j>5;j--)//127-{if(ccd1_array[j-6]-ccd1_array[j]>=breakpoint1{rightbreakshuzu1[m1]=j；}}m1n1分别为下降沿与上升沿的个数，这里采用最外侧的上升沿与下弯道的PID控制策略其结构简单，稳定性好，可靠性高，并且易于实现。其缺点在在成熟性和可操作性上都有着很大的优势。所以最后我们选择了PID的控制方IPIDPD控制。速度闭环控制采用了增量式PIDPID控制参数。试凑不是盲积分调节（I）作用：是使系统消除稳态误差，提高无差度。因为有误差，TiTiTi大则积分作调节规律结合，组成PI调节器或PID调节器。律相结合，组成PD或PID控制器[10]。终点线的上位置不一定正的原因，导致实际跑的时候不一定能检测到6个跳变，经过实测，我们发现每次到终点线时，CCD4个跳变，从而对小车做5.5起点（终点）CCD5.8CCDPID控制理论和对弯开发程序的开发是在提供的IAR下进行的，包括源程序的编写、编译，并最终生成可执行文件。IARSystems是全球领先的嵌入式系统开发工调试通过提供的IAR编译软件的调试功能，可以得到大量的信息，CCDView工具用于监测智能6.1PIDPC机上，用串口猎人实时观测设定值与实际值的图形，通过试凑法来确定其PID参数。6.27.1长 宽 高3无“飞思”杯大学生智能汽车竞赛已经成功举办了九届，该竞赛涵盖PIDCCD得到了小车偏离赛道中心线的距离,通过电机控制车模按预定轨道行走。的主要内容与结论制系统的控制策略，一个CCD头传感器作为路径检测的基础，通过对双电机进行PID控制使小车可以直立行走，分析及实验结果表明，该识别方法是可PID控制，具有较好的实时性和实用性。结合上面讲到的路径检测，可以有效的缩短行车时间，提高效率。通过8个月的辛勤付出,我们通过了赛区赛进入了国我们相信通过这段时间