飞思卡尔智能车大赛同济大学一队技术报告

根据给定的文件信息，我们可以提炼出以下相关的IT知识点： ### 1. 智能车竞赛背景 - **赛事简介**：“飞思卡尔”杯全国大学生智能车竞赛是一项面向全国大学生的重要赛事，旨在促进大学生在智能车辆领域的创新实践能力。 - **参赛作品**：参赛作品通常基于飞思卡尔（现名恩智浦半导体）提供的16位微控制器MC9S12DG128B，该微控制器具备强大的处理能力和丰富的外设接口，适合用于构建高性能的智能车辆系统。 ### 2. 黑线识别方案 - **红外传感器方案**：这是一种较为传统的黑线识别方法，其优点在于对处理器资源需求较低且响应速度快。但其局限性在于只能识别有限数量的黑线，无法实现高分辨率的识别，并且缺乏对前方路况的预判能力。 - **视觉CCD传感方案**：采用CCD摄像头进行黑线识别，能够实现较高的赛道分辨率和较强的前瞻性，但由于需要处理大量图像数据，对处理器资源的需求较高。考虑到MC9S12DG128B微控制器的强大性能，最终选择了CCD摄像头方案。 ### 3. 车速测量方案 - **光码盘测速**：通过记录光码盘产生的脉冲数或脉冲间隔来实现测速，精度较高，但可能会影响单片机的高速AD转换流程。 - **编码器测速**：利用编码器与驱动轴相连，通过检测编码器输出的数据来计算车速，但由于编码器本身的重量可能会增加车辆行驶时的阻力。 - **测速电机测速**：通过将测速电机与驱动轴齿轮啮合，测速电机两端的电压反映了实际车速。这种方式不仅重量轻、阻力小，还能够减少对单片机的负载，因此被选作车速测量的最佳方案。 ### 4. 系统总体结构 - **面阵CCD型摄像头**：用于采集前方道路图像，通过软件算法识别黑线，获取道路方向和曲率信息。 - **测速电机**：用于实时检测车速，并将速度值反馈至单片机进行闭环控制。 - **舵机Futaba S3010**：通过接收PWM信号控制舵机转角，实现车辆的转向控制。 - **电机驱动芯片MC33886**：集成H桥结构，用于驱动电机，实现电机正反转和速度调节等功能。 ### 5. 控制策略与软件实现 - **砰砰控制**：一种简单的二进制控制方法，用于驱动电机的闭环速度控制，通过快速切换电机的全开和全关状态来调节电机的平均速度。 - **PWM控制**：用于控制舵机转角，通过改变PWM信号的占空比来调整舵机的位置。 ### 结论 通过对智能车的设计与实现，不仅可以锻炼参赛者的综合应用能力，还能深入学习嵌入式系统的设计原理和技术细节。该智能车项目涉及多个关键技术点，包括但不限于黑线识别技术、车速测量方法、硬件电路设计以及控制策略等，这些技术和知识对于未来从事嵌入式系统开发和智能车辆领域工作的学生来说具有重要的学习价值。