第六届全国大学生智能汽车竞赛选拔试题

【智能汽车竞赛概述】 全国大学生智能汽车竞赛是一项旨在激发大学生创新精神、提升实践能力的科技竞赛，它将理论知识与实际操作相结合，鼓励学生运用所学的电子、控制、计算机等多学科知识解决实际问题。赛事通常分为多个组别，如光电组、电磁组、摄像头组等，每组都有特定的技术挑战。 【硬件设计——零比特填充与删除】 在硬件设计环节，参赛者需要设计一个电路来实现零比特填充与删除的功能。这一任务可能涉及到串行通信协议，如UART或SPI，其中零比特填充常用于保持数据流中的位同步。设计过程中，学生需理解这些协议的规则，并使用MATLAB的Simulink工具箱进行仿真验证。Simulink是一种图形化的建模和仿真环境，通过它可以直观地构建电路模型，并通过仿真检查设计的正确性。 【算法设计——三维连连看游戏】 在算法设计部分，学生需要创造一个三维连连看游戏，这涉及到数据结构设计和算法开发。游戏的规则包括： 1. 游戏空间为LxWxH的立方体。 2. 有N种不同的图片分布在游戏表面。 3. 能够生成有解的游戏状态，即存在合法的匹配路径。 4. 连接规则遵循平面连连看，允许最多两次转折。 5. 需要设计数据结构来存储游戏状态，并实现消除相同图片的算法。 6. 提供游戏的整体设计流程、算法步骤和子程序功能描述，但不编写实际代码。 7. 严禁抄袭和网络获取现成算法，强调原创性。 设计这样的游戏，学生需要考虑如何有效地表示三维空间中的游戏元素，以及如何高效地搜索可行的匹配路径。这可能涉及到图论、搜索算法（如深度优先搜索或广度优先搜索）以及优化策略。 【智能车系统设计】 在智能车系统设计中，参赛者需要选取一个组别，并应用控制理论来制定控制策略。这通常包括对车辆的路径规划、速度控制、避障策略等。控制理论如PID控制、滑模控制、模糊逻辑控制等可能会被用到。此外，理解和利用传感器数据（如光电传感器、磁感应传感器、摄像头）也是关键。 例如，对于光电组，可能需要设计跟踪黑线的算法；电磁组可能需要处理磁感应信号来定位赛道；摄像头组则需要处理图像识别，以识别赛道标志。设计过程中，需要考虑实时性、稳定性以及适应不同赛道条件的能力。 全国大学生智能汽车竞赛不仅检验了学生的硬件设计能力、算法设计能力，还要求他们具备良好的控制系统设计和问题解决技巧。参与这样的竞赛，有助于提升大学生的综合技术素养和团队协作精神。