智能小車(chē)概述

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1、Wele to the 4 thCSU Smart Car Competition Ge Canran Video CMOS北 京 科 技 大 學(xué) （ 第 五 屆 特 等獎(jiǎng) ） Laser 杭 州 電 子 科 技 大 學(xué) （ 特 等獎(jiǎng) ） 先 看 看 NB學(xué) 校 的 視 頻 自動(dòng)化（傳感器與控制）機(jī)械構(gòu)架與動(dòng)力學(xué)研究材料的選型與加工電子技術(shù)數(shù)學(xué)建模計(jì)算機(jī)（算法）物理（電磁尤為突出） 解剖智能車(chē) 1) Laser 2) CCD/CMOS 3) electromagnetism 學(xué)做智能車(chē) 總體介紹汽 車(chē) 動(dòng) 態(tài) 分 析車(chē) 速 控 制 系 統(tǒng)方 向 控 制 系 統(tǒng)賽 道 檢 測(cè) 系 統(tǒng)電 子 控

2、制 系 統(tǒng)策 略 規(guī) 劃 系 統(tǒng)行 為 決 策 系 統(tǒng)路 況 記 憶 系 統(tǒng)數(shù) 據(jù) 傳 輸 系 統(tǒng) MCU組委會(huì)規(guī)定比賽主控芯片為MC9S12XS128 DSC（Digital Signal Controller） 單片機(jī)（類(lèi)似于CPU）及大家所熟悉的馮諾依曼體系，包括接受數(shù)據(jù)，儲(chǔ)存數(shù)據(jù)，處理數(shù)據(jù)，發(fā)送數(shù)據(jù) 最重要5 1 單 片 機(jī) 、 AVR單 片 機(jī) 或 DSP均為 大 眾 組 比 賽 認(rèn) 可 的 主 控 芯 片類(lèi) 型5 1 單 片 機(jī) 適 宜 用 于 入 門(mén) （ 便 宜功 能 也 很 不 錯(cuò) ） 備注 1、定時(shí)器 2、中斷 3、輸入捕捉 4、PWM（脈寬調(diào)制） 5、內(nèi)部存儲(chǔ)器建議看郭天祥

3、的網(wǎng)上視頻自己嘗試模塊的使用與制作切勿心急增強(qiáng)動(dòng)手能力 其他模塊 S12供電 5V DSC供電 3.3V 舵機(jī) 4.8V6V電機(jī) 7.2V光電傳感器 3.3V數(shù)字?jǐn)z像頭 5V 模擬攝像頭 12V光電碼盤(pán) （測(cè)速） 5V 賽 車(chē) 中 控 制 前 輪 轉(zhuǎn) 向 ；傳感器直接上車(chē)說(shuō) LASER 右 圖 為 北 科 的 激 光 智 能 車(chē) 激 光 車(chē) 及 使 用 激 光 為 其 傳 感 器并 采 用 其 激 光 的 控 制 策 略 的 智能 小 車(chē) 檢 測(cè) 一 行 數(shù) 據(jù) ， 快 速 響 應(yīng) 傳 感 器 的 布 局 算 法 的 實(shí) 時(shí) 性 與 可 靠 性 重 心 機(jī) 械 的 穩(wěn) 定 性 CMOS 右 圖

4、 為 第 五 屆 全 國(guó) 大 學(xué) 生 智 能車(chē) 競(jìng) 賽 攝 像 頭 車(chē) 組 圖 攝 像 頭 車(chē) 以 CCD模 擬 攝 像 頭 或CMOS數(shù) 字 攝 像 頭 為 其 傳 感 器 車(chē) 體 輕 數(shù) 據(jù) 量 大 ， 算 法 的 數(shù) 據(jù) 擬 合 度極 高 并 且 實(shí) 時(shí) 性 好 圖 像 的 壓 縮 與 采 集 基 于 硬 件 系統(tǒng) 的 優(yōu) 化 花 絮 electromagnetism 第 五 屆 智 能 汽 車(chē) 競(jìng) 賽 新 增 組 別 利 用 磁 感 應(yīng) 線 圈 為 其 傳 感 器 ，通 過(guò) 電 磁 波 的 3軸 檢 測(cè) 車(chē) 體 的 位置 然 后 控 制 矢 量 性 好 ， 可 直 接 控 制 方 向

5、算 法 的 空 間 復(fù) 雜 度 強(qiáng) 車(chē) 體 輕 巧 C51 car 參 加 大 眾 組 的 車(chē) （ 入 門(mén) ） 采 用 STC89C51（ 52亦 可 ） 為 主控 芯 片 的 車(chē) 利 用 8個(gè) 紅 外 對(duì) 管 檢 測(cè) 賽 道 并 且通 過(guò) DA轉(zhuǎn) 換 輸 出 二 進(jìn) 制 存 入 單片 機(jī) 通 過(guò) 簡(jiǎn) 要 的 PID（ 比 例 -積 分 -微分 ） 控 制 車(chē) 體 位 置 培 養(yǎng) 自 己 的 動(dòng) 手 能 力 學(xué)做智能車(chē) 從 五 個(gè) 方 面 來(lái) 說(shuō) 1） 硬 件 2） 機(jī) 械 3） 控 制 策 略 4） 軟 件 5） 打 醬 油 硬件 何 為 硬 件 ？ 硬 件 就 是 基 于 底 層 電 路

6、的 設(shè) 計(jì) 與 開(kāi) 發(fā) 硬件2） 硬 件 需 要 掌 握 的 知 識(shí) 一 、 基 本 的 模 電 知 識(shí) ： 二 極 管 、 三 極 管 、 C-MOS工 藝 、 DA/AD、 運(yùn) 放 二 、 基 本 的 數(shù) 電 知 識(shí) ： 邏 輯 轉(zhuǎn) 換 、 延 遲 與 時(shí) 序 控 制 三 、 CPU/MCU接 口 技 術(shù) ： 外 圍 的 與 程 序 接 口 例 如 ： IIC總 線 、 SPI總 線 四 、 PCB制 板 技 術(shù) ： 基 本 的 2層 板 與 4層 板 的 制 作 ， EMI和 EDS的 干 擾 避 免 五 、 VHDL與 Verilog HDL等 給 予 硬 件 的 軟 件 設(shè) 計(jì)3）

7、智 能 車(chē) 對(duì) 于 硬 件 的 要 求 ： 一 、 熟 悉 2層 電 路 板 的 繪 制 ： Protel、 Altium Designer 并 合 理 布 局 （ EMI） 二 、 數(shù) 字 電 路 與 模 擬 電 路 的 處 理 三 、 方 便 軟 件 的 編 寫(xiě) 機(jī)械 機(jī) 械 主 要 包 括 車(chē) 體 的 機(jī) 械 架 構(gòu) 傳 感 器 的 安 裝 （ e.g. CCD的 安 裝 與 激 光 管 的 陣 列 ） 穩(wěn) 定 與 重 量 的 選 擇 （ 螺 絲 的 重 量 與 重 心 ） 機(jī) 械 與 風(fēng) 向 即 空 氣 阻 力 摩 擦 阻 力 有 些 地 方 需 要 數(shù) 學(xué) 建 模 （ 舵 機(jī) 的 架

8、 構(gòu) ） 輪 胎 ： 后 傾 角 外 傾 角 前 束 軟件 智 能 車(chē) 的 大 腦 軟 件 包 括 ： 數(shù) 據(jù) 的 采 集 數(shù) 據(jù) 的 壓 縮 與 存 儲(chǔ) 數(shù) 據(jù) 的 提 取 算 法 的 處 理 速 度 控 制 角 度 控 制 與 上 位 機(jī) （ PC機(jī) ） 的 溝 通 通 訊 協(xié) 議 等 協(xié) 議 的 處 理 采 用 語(yǔ) 言 ： C/C+/匯 編 軟 件 的 入 門(mén) 1、 熟 悉 你 的 IDE 2、 從 簡(jiǎn) 易 的 語(yǔ) 句 學(xué) 起 ， 模 塊 學(xué)習(xí) 3、 正 確 的 編 譯 習(xí) 慣 4、 仔 細(xì) 與 細(xì) 心 ， 多 方 面 的 考 慮 （ 注 、 智 能 車(chē) 的 軟 件 并 不 復(fù) 雜 ，

9、但注 重 軟 硬 件 的 數(shù) 據(jù) 的 整 合 與 調(diào) 試 ，從 多 方 面 的 考 慮 問(wèn) 題 。 ） IDE IDE俗 稱(chēng) 集 成 開(kāi) 發(fā) 環(huán) 境 S12的 編 譯 環(huán) 境 Code warrior C51的 編 譯 環(huán) 境 keil4 算法 算 法 我 們 學(xué) 校 自 己 使 用 的 算 法 (請(qǐng) 大家 自 己 了 解 ) PID算 法 PBK算 法 ABS算 法 On and on 打醬油 智 能 車(chē) 的 成 敗 取 決 于 打 醬 油 的 打 醬 油 如 何 打 ？ 打 什 么 ？ 1、 軟 硬 件 精 通 至 少 了 解 2、 哪 里 需 要 幫 助 能 幫 忙 3、 寫(xiě) 報(bào) 告 和

10、 雜 事 學(xué)習(xí)智能車(chē) 1、 看 技 術(shù) 報(bào) 告 如 何 看 ？ 一 定 要 基 于 你 對(duì) 需 要 的 目 的 明 確 時(shí) ， 去 看 技 術(shù) 報(bào) 告 。 e.g. 我 當(dāng) 時(shí) 找 一 個(gè) 濾 波 算 法 在 技 術(shù) 報(bào) 告 上 找 到 了 ： 1、 二 值 化 ； 2、 邊 緣 提 取 ； 3、 跟 蹤 邊 緣提 取 ； 4、 圖 像 預(yù) 處 理 中 的 最 小 二 乘 法 濾 波 ； 5、 5行 3次 法 濾 波 等 等 如 果 這 是 盲 目 的 看 ， 沒(méi) 有 任 何 指 導(dǎo) 意 義 學(xué)做智能車(chē) 2、 請(qǐng) 動(dòng) 手 實(shí) 踐 學(xué) 硬 件 的 從 焊 一 個(gè) 穩(wěn) 壓 電 源 起 （ 7805

11、或 者 2940） 學(xué) 軟 件 的 從 編 一 個(gè) 流 水 燈 起 （ 簡(jiǎn) 單 寄 存 器 的 使 用 ） 學(xué) 硬 件 的 然 后 試 著 多 了 解 同 類(lèi) 產(chǎn) 品 的 優(yōu) 缺 點(diǎn) 并 且 在 自 信 心 的 基 礎(chǔ) 上 了解 單 片 機(jī) 的 最 小 系 統(tǒng) 。 學(xué) 軟 件 的 然 后 試 著 去 判 斷 同 樣 算 法 不 同 路 徑 的 好 壞 分 析 ， 接 著 嘗 試 總線 協(xié) 議 上 的 軟 件 編 寫(xiě) 。 然 后 。 。 。 。 。 。 。 我 也 不 知 道 了 學(xué)做智能車(chē) 3、 請(qǐng) 保 持 適 當(dāng) 的 技 術(shù) 敏 感 性 和 耐 力 不 多 說(shuō) ， 調(diào) 試 時(shí) 枯 燥 的 ， 慢 慢 來(lái) 當(dāng) 別 人 更 新 時(shí) ， 請(qǐng) 學(xué) 習(xí) Teamwork is the best！ 最 后 獻(xiàn) 上 一 句 話 ,祝 大 家 成 功 ！ Stay hungry, Stay foolish! From Steven Jobs