### 技术报告知识点
#### 一、赛事背景与参赛信息
- **赛事名称**：第四届“飞思卡尔”杯全国大学生智能汽车竞赛
- **参赛单位**：杭州电子科技大学
- **团队名称**：钱江1号队
- **参赛成员**：吕焱飞、张劲、陆昊旸
- **指导教师**：陈龙、黄继业
#### 二、技术报告概述
- **竞赛目标**：参赛队伍需设计并制作一辆能够自主识别赛道并快速行驶的智能汽车。
- **硬件平台**：使用带有MC9S12DG128处理器的S12环境。
- **软件平台**：使用CodeWarrior IDE进行开发。
#### 三、智能汽车关键技术
- **微控制器**：采用MC9S12DG128单片机作为控制核心，该单片机具有高性能、低功耗的特点，适用于复杂的控制系统。
- **传感器**：
- **激光传感器**：用于追踪赛道边缘，提高车辆的稳定性和准确性。
- **红外传感器**：用于检测起跑线，确保车辆准确启动。
- **光电编码器**：用于测量车轮转速，实现精确的速度控制。
- **控制算法**：
- **PID控制算法**：主要用于速度控制，通过比例、积分、微分三个参数调节，实现对车辆速度的精确控制。
- **PD算法**：一种简化版的PID控制算法，主要应用于方向控制，通过比例和微分参数来调整舵机的角度，使车辆保持在赛道上。
#### 四、系统设计
- **硬件电路设计**
- **单片机最小系统板电路**：包括供电电路、复位电路、晶振电路等，确保单片机能正常运行。
- **激光发射与接收电路**：实现激光的发射与接收功能，用于检测赛道边缘。
- **信号放大电路**：增强传感器信号的强度，以便单片机更准确地读取数据。
- **电机驱动电路**：控制电机的正反转和速度调节。
- **舵机驱动电路**：控制舵机转动角度，实现方向控制。
- **液晶显示电路**：显示车辆状态信息，如速度、电池电量等。
- **系统电源电路**：提供稳定的电压和电流，支持各个部件正常工作。
- **系统主板电路**：集成各种功能模块，便于安装和调试。
- **传感器布局架构与机械结构调整**
- **传感器布局**：合理布置传感器的位置，确保能够有效检测赛道信息。
- **机械结构调整**：调整车体结构，优化车辆性能。
- **软件系统设计**
- **主程序**：负责整个系统的协调工作，包括初始化、传感器数据读取、控制策略执行等。
- **循迹子程序**：根据激光传感器反馈的数据调整方向。
- **舵机摆头与打角子程序**：控制舵机的动作，实现精确的方向控制。
- **速度控制子程序**：通过编码器监测实时速度，并调整电机转速。
#### 五、开发工具与调试过程
- **开发工具**：CodeWarrior IDE，用于编写和调试程序。
- **制作与安装**：完成硬件电路的焊接和组装。
- **调试过程**：进行多次测试，调整参数直至满足性能需求。
- **常见问题及其解决方法**：如高速舵机响应问题、光点宽度问题等，通过对算法优化或更换硬件来解决。
#### 六、测试结果与评估
- **测试赛道**：包括大“S”弯、蛇形弯、“十”字交叉大回环等多种赛道类型。
- **测试成绩**：在39米练习赛道上，单圈最短时间为13.5秒，平均速度达到3米/秒。
#### 七、总结与展望
- **项目总结**：回顾整个设计和制作过程中的经验和教训。
- **未来展望**：提出改进方案和发展方向，为进一步提升智能汽车性能奠定基础。
杭州电子科技大学钱江1号队在第四届“飞思卡尔”杯全国大学生智能汽车竞赛中，通过精心设计硬件系统、软件系统以及细致入微的调试过程，成功实现了智能汽车的高效、稳定运行，展示了参赛队员的技术实力和创新能力。
