全国大学生光电设计大赛论文

⑵.赛车最小转弯分析图11赛车最小转弯半径分析图任何汽车在转弯时都有转弯半径，图11为汽车转变示意图。设R为汽车纵向的对称面到瞬时转向中心O的距离，L为两轴距，K为前轮主轴轴线的距离，β为外侧转向轮转角，则R=L/sinβ具体到本次大赛使用车模：L=25.0cm，经过一定的改造，前轮的最大转角β=48度，由上式得：最小转弯半径R=33.6cm汽车转弯时，前后轮都会产生侧偏角。如果前后轮侧偏角相等，则汽车实际转弯半径等于方向盘转角对应的转弯半径，称为"中性转向"；如果前轮侧偏比后轮大，汽车实际转弯半径大于方向盘转角对应的转弯半径，称为"不足转向"；如果后轮侧偏比前轮大，汽车实际转弯半径小于方向盘转角对应的转弯半径，称为"过度转向"。中性转向虽然能较好地利用侧向力（与车轮前进方向垂直的分量），达到最大的转向速度，但却无法预计汽车的制动甩尾。而过度转向当车速达到某一极限时，转向半径会急剧减少，汽车会发生激转，致使赛车失控。不足转向产生相对较大的转向半径，侧向力减弱，赛车具有自动恢复直线行驶的良好稳定性，操纵容易。在这种情况下，制动甩尾的发生会使汽车回到原来直驶的路线，使赛车的可控性稳定性增加。四．拟解决的关键问题1.摄像头个数选择以及排布方案怎样合理的选择摄像头的个数以及摄像头安装的高度、位置和角度，才能保证在转弯处盲点最少以及顺利采集到转角特征，并且使其垂直投影不压界2.小车的转弯如何利用摄像头采集到的信号使小车快速转弯。3.小车的入库由于停车库的长宽是小车长宽的1.5倍，怎样确保车在入库时不压边界，且能很好的停在中央。4.车速的分配怎样合理的分配车速，使小车在整个比赛过程中耗时最短。尤其在拐弯和入库时，如何实现小车车速和舵机的转角合理配合，使小车顺利转弯和入库。五．特色与创新点利用图像传感器，实现全程导航，对比赛场地要求低，抗干扰能力强，减少意外情况的发生。由于CMOS具有前瞻性，因此可能提高赛车速度，为比赛赢得宝贵时间。巧妙利用场地红线，有效减少标识物数量，赛场布置简单，可操作性强。时间进度安排表1时间进度安排表时间队员1队员2队员35月10日—5月20日购置所需材料5月21日—5月30日研究传感器功能的实现设计电源管理电路研究单片机与各模块的联系以及程序实现5月31日—6月10日CMOS、FPGA和SAA7113间信息传递设计驱动电路编写驱动程序并调试6月11日—6月底车库设计及路标位置的安放对电机、舵机进行实验编写程序，将采集到的信号转化为对电机的控制7月1日—7月5日对各模块的难点进行商讨并解决7月6日—7月15日车体结构设计及改造（各模块在车上合理安放）7月16日—7月31日在模拟赛道是对小车进行实验并进行对小车相应的调试、改进8月1日———对参赛过程中出现的问题进行总结经费预算经过本队研究，现将所需材料及其费用列举如下：表2材料及其经费预算表材料数量/件费用/元车体1摄像头2单片机1FPGA1SAA71131电路板1电机1舵机1充电电池1电子器件若干工具若干其它若干合计2000元左右参赛队伍简介参赛题目基于光电导航的无人驾驶智能车参赛学校参赛队伍名称指导老师队长姓名队员姓名表3参赛队伍简介九．其它说明软件的部分设计思路，具体的流程图如下：软件的设计包括了系统的初始化，数据的判读，串口通讯以及舵机的PWM模拟信号系统的初始化。数据的判读是指COMS摄像头传回的赛道红线的夹角和标志物形状的识别，将数据传给单片机，单片机在对其加以处理，输出指令，让小车按照要求行驶。串口通讯主要是系统用来下载程序和与FPGA进行数据交流。开始开始初始化初始化图像处理是否准备好图像处理是否准备好YN图像采集算法图像采集算法红色边界是否与给定角等大红色边界是否与给定角等大N沿赛道直行Y沿赛道直行是否识别到赛道旁边黑色标志物是否识别到赛道旁边黑色标志物NY开始减速开始减速是否识别到红色直角特征是否识别到红色直角特征N