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飞思卡尔智能车全国一等奖Team206设计报告
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飞思卡尔智能车全国一等奖Team206设计报告 摘要 本论文介绍了基于线性CCD智能车的制作过程。 本智能车系统以飞思卡尔 16位单片机 MC9S12XS128MAL 为核心，对小车进行速度控制和方向控制。这两个控制都通过 PID 算法来实现。车模速度控制利用霍尔编码器测速，通过 PI 算法控制电机的转速来实现车轮转速的闭环控制；车模方向控制利用线性CCD来检测跑道的黑线，通过 PD 算法控制舵机打角实现车模的转向控制。除主CCD外，我们还增加了纵向CCD识别强制掉头区、小s与长直道；利用陀螺仪识别坡道；利用红外对管识别起跑线。此外，为了监视车模的各项数据，我们应用了蓝牙进行无线数据传输。 关键字：线性CCD，MC9S12XS128，PID，速度闭环，纵向CCD 目录 第一章 引言 1 1.1 智能车竞赛介绍 1 1.2本文章节安排 1 第二章 技术报告概述 3 2.1 设计思路及方案总体说明 3 2.1.1 硬件设计方案 3 2.1.2 软件设计方案 4 2.2 智能车主要技术参数 5 第三章 机械结构设计 6 3.1 车模的改装 6 3.1.1底盘的改装 6 3.1.2舵机的安装 6 3.1.3前轮的调整 7 3.1.4轮胎的调整 10 3.2 传感器的安装 10 3.2.1 CDD的安装 10 3.2.2陀螺仪的安装 11 3.2.3 编码器的安装 12 3.2.4红外对管的安装 12 第四章 硬件电路设计 13 4.1 单片机最小系统 13 4.2 电源模块 13 4.3 电机驱动模块 15 4.4 坡道检测模块 16 第五章 软件算法设计与控制策略 19 5.1 PID控制 19 5.1.1 PID控制简介 19 5.1.2 舵机位置式PID控制 21 5.1.3 电机增量式PID控制 21 5.1.4 PID参数的整定 22 5.2基础赛道识别算法 22 5.2.1 赛道黑线的提取 22 5.2.2 补线算法 23 5.2.3 视野限制 24 5.3特殊赛道元素的识别与处理 24 5.3.1 起跑线识别 24 5.3.2 坡道识别 25 5.3.3 十字弯识别 26 5.3.4 小S识别 27 5.3.5 障碍识别 28 5.3.6 强制调头区识别 29 5.4速度控制策略 31 第六章 开发工具与调试说明 32 6.1 开发工具 32 6.2 调试工具 33 6.2.1蓝牙无线调试 33 6.2.2串口猎人 33 6.2.3声光辅助调试 33 第七章 总结 34 参考文献 35 附录 A： 小车外形照片 36 附录 B： 小车主板与驱动板电路原理图 37 附录 C： 小车主板与驱动板实物图 38 附录 D： 小车程序源代码 39 |
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2015-09-17 16:54:00, 1.97 M
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