智能小车概述

Wele to the 4 thCSU Smart Car Competition Ge Canran Video CMOS北 京 科 技 大 学 （ 第 五 届 特 等奖 ） Laser 杭 州 电 子 科 技 大 学 （ 特 等奖 ） 先 看 看 NB学 校 的 视 频 自动化（传感器与控制）机械构架与动力学研究材料的选型与加工电子技术数学建模计算机（算法）物理（电磁尤为突出） 解剖智能车 1) Laser 2) CCD/CMOS 3) electromagnetism 学做智能车 总体介绍汽 车 动 态 分 析车 速 控 制 系 统方 向 控 制 系 统赛 道 检 测 系 统电 子 控 制 系 统策 略 规 划 系 统行 为 决 策 系 统路 况 记 忆 系 统数 据 传 输 系 统 MCU组委会规定比赛主控芯片为MC9S12XS128 DSC（Digital Signal Controller） 单片机（类似于CPU）及大家所熟悉的冯诺依曼体系，包括接受数据，储存数据，处理数据，发送数据 最重要5 1 单 片 机 、 AVR单 片 机 或 DSP均为 大 众 组 比 赛 认 可 的 主 控 芯 片类 型5 1 单 片 机 适 宜 用 于 入 门 （ 便 宜功 能 也 很 不 错 ） 备注 1、定时器 2、中断 3、输入捕捉 4、PWM（脉宽调制） 5、内部存储器建议看郭天祥的网上视频自己尝试模块的使用与制作切勿心急增强动手能力 其他模块 S12供电 5V DSC供电 3.3V 舵机 4.8V6V电机 7.2V光电传感器 3.3V数字摄像头 5V 模拟摄像头 12V光电码盘 （测速） 5V 赛 车 中 控 制 前 轮 转 向 ；传感器直接上车说 LASER 右 图 为 北 科 的 激 光 智 能 车 激 光 车 及 使 用 激 光 为 其 传 感 器并 采 用 其 激 光 的 控 制 策 略 的 智能 小 车 检 测 一 行 数 据 ， 快 速 响 应 传 感 器 的 布 局 算 法 的 实 时 性 与 可 靠 性 重 心 机 械 的 稳 定 性 CMOS 右 图 为 第 五 届 全 国 大 学 生 智 能车 竞 赛 摄 像 头 车 组 图 摄 像 头 车 以 CCD模 拟 摄 像 头 或CMOS数 字 摄 像 头 为 其 传 感 器 车 体 轻 数 据 量 大 ， 算 法 的 数 据 拟 合 度极 高 并 且 实 时 性 好 图 像 的 压 缩 与 采 集 基 于 硬 件 系统 的 优 化 花 絮 electromagnetism 第 五 届 智 能 汽 车 竞 赛 新 增 组 别 利 用 磁 感 应 线 圈 为 其 传 感 器 ，通 过 电 磁 波 的 3轴 检 测 车 体 的 位置 然 后 控 制 矢 量 性 好 ， 可 直 接 控 制 方 向 算 法 的 空 间 复 杂 度 强 车 体 轻 巧 C51 car 参 加 大 众 组 的 车 （ 入 门 ） 采 用 STC89C51（ 52亦 可 ） 为 主控 芯 片 的 车 利 用 8个 红 外 对 管 检 测 赛 道 并 且通 过 DA转 换 输 出 二 进 制 存 入 单片 机 通 过 简 要 的 PID（ 比 例 -积 分 -微分 ） 控 制 车 体 位 置 培 养 自 己 的 动 手 能 力 学做智能车 从 五 个 方 面 来 说 1） 硬 件 2） 机 械 3） 控 制 策 略 4） 软 件 5） 打 酱 油 硬件 何 为 硬 件 ？ 硬 件 就 是 基 于 底 层 电 路 的 设 计 与 开 发 硬件2） 硬 件 需 要 掌 握 的 知 识 一 、 基 本 的 模 电 知 识 ： 二 极 管 、 三 极 管 、 C-MOS工 艺 、 DA/AD、 运 放 二 、 基 本 的 数 电 知 识 ： 逻 辑 转 换 、 延 迟 与 时 序 控 制 三 、 CPU/MCU接 口 技 术 ： 外 围 的 与 程 序 接 口 例 如 ： IIC总 线 、 SPI总 线 四 、 PCB制 板 技 术 ： 基 本 的 2层 板 与 4层 板 的 制 作 ， EMI和 EDS的 干 扰 避 免 五 、 VHDL与 Verilog HDL等 给 予 硬 件 的 软 件 设 计3） 智 能 车 对 于 硬 件 的 要 求 ： 一 、 熟 悉 2层 电 路 板 的 绘 制 ： Protel、 Altium Designer 并 合 理 布 局 （ EMI） 二 、 数 字 电 路 与 模 拟 电 路 的 处 理 三 、 方 便 软 件 的 编 写 机械 机 械 主 要 包 括 车 体 的 机 械 架 构 传 感 器 的 安 装 （ e.g. CCD的 安 装 与 激 光 管 的 阵 列 ） 稳 定 与 重 量 的 选 择 （ 螺 丝 的 重 量 与 重 心 ） 机 械 与 风 向 即 空 气 阻 力 摩 擦 阻 力 有 些 地 方 需 要 数 学 建 模 （ 舵 机 的 架 构 ） 轮 胎 ： 后 倾 角 外 倾 角 前 束 软件 智 能 车 的 大 脑 软 件 包 括 ： 数 据 的 采 集 数 据 的 压 缩 与 存 储 数 据 的 提 取 算 法 的 处 理 速 度 控 制 角 度 控 制 与 上 位 机 （ PC机 ） 的 沟 通 通 讯 协 议 等 协 议 的 处 理 采 用 语 言 ： C/C+/汇 编 软 件 的 入 门 1、 熟 悉 你 的 IDE 2、 从 简 易 的 语 句 学 起 ， 模 块 学习 3、 正 确 的 编 译 习 惯 4、 仔 细 与 细 心 ， 多 方 面 的 考 虑 （ 注 、 智 能 车 的 软 件 并 不 复 杂 ， 但注 重 软 硬 件 的 数 据 的 整 合 与 调 试 ，从 多 方 面 的 考 虑 问 题 。 ） IDE IDE俗 称 集 成 开 发 环 境 S12的 编 译 环 境 Code warrior C51的 编 译 环 境 keil4 算法 算 法 我 们 学 校 自 己 使 用 的 算 法 (请 大家 自 己 了 解 ) PID算 法 PBK算 法 ABS算 法 On and on 打酱油 智 能 车 的 成 败 取 决 于 打 酱 油 的 打 酱 油 如 何 打 ？ 打 什 么 ？ 1、 软 硬 件 精 通 至 少 了 解 2、 哪 里 需 要 帮 助 能 帮 忙 3、 写 报 告 和 杂 事 学习智能车 1、 看 技 术 报 告 如 何 看 ？ 一 定 要 基 于 你 对 需 要 的 目 的 明 确 时 ， 去 看 技 术 报 告 。 e.g. 我 当 时 找 一 个 滤 波 算 法 在 技 术 报 告 上 找 到 了 ： 1、 二 值 化 ； 2、 边 缘 提 取 ； 3、 跟 踪 边 缘提 取 ； 4、 图 像 预 处 理 中 的 最 小 二 乘 法 滤 波 ； 5、 5行 3次 法 滤 波 等 等 如 果 这 是 盲 目 的 看 ， 没 有 任 何 指 导 意 义 学做智能车 2、 请 动 手 实 践 学 硬 件 的 从 焊 一 个 稳 压 电 源 起 （ 7805或 者 2940） 学 软 件 的 从 编 一 个 流 水 灯 起 （ 简 单 寄 存 器 的 使 用 ） 学 硬 件 的 然 后 试 着 多 了 解 同 类 产 品 的 优 缺 点 并 且 在 自 信 心 的 基 础 上 了解 单 片 机 的 最 小 系 统 。 学 软 件 的 然 后 试 着 去 判 断 同 样 算 法 不 同 路 径 的 好 坏 分 析 ， 接 着 尝 试 总线 协 议 上 的 软 件 编 写 。 然 后 。 。 。 。 。 。 。 我 也 不 知 道 了 学做智能车 3、 请 保 持 适 当 的 技 术 敏 感 性 和 耐 力 不 多 说 ， 调 试 时 枯 燥 的 ， 慢 慢 来 当 别 人 更 新 时 ， 请 学 习 Teamwork is the best！ 最 后 献 上 一 句 话 ,祝 大 家 成 功 ！ Stay hungry, Stay foolish! From Steven Jobs