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作者：中国农业大学 支建磊 邹绵意 王翰杰

指导教师：迟瑞娟

作品简介

摘要

　　本文介绍将近一年来中国农业大学曲辰之星车队队员们在准备Freescale智
能车大赛过程中的工作努力成果。智能车的硬件平台采用带MC9S12DP512处理
器的S12 环境，软件平台为CodeWarrior IDE 5.0开发环境，车模采用大赛组委会
统一提供的1：10 的仿真车模。文中介绍了智能小车控制系统的软硬件结构和
开发流程。
整个系统涉及车模机械结构调整、传感器电路设计及信号处理、控制算法和
策略优化等多个方面。为了提高智能赛车的行驶速度和可靠性，试验了多套方
案，并进行升级，结合Labview 仿真平台进行了大量底层和上层测试，最终确
定了现有的系统结构和各项控制参数。

关键字：智能车，激光管，PID，路径检测

第一章 引言 智能汽车的行驶控制一直以来是自动化、汽车等学科研究的目标，首届“飞思卡尔”杯全国大学生智能车大赛以邀请赛的方式使更多的学校和同学有了探索的机会。现在历经四届，每一届都较前一届无论是速度还是稳定性都有新的突破。大学生智能模型车竞赛是在飞思卡尔半导体公司资助下举办的以HCS12单片机为核心的大学生课外科技竞赛。组委会将提供一个标准的汽车模型、直流电机和可充电式电池，参赛队伍要制作一个能够自主识别路线的智能车，在专门设计的跑道上自动识别道路行驶，谁最快跑完全程而没有冲出跑道，谁就是获胜者。
为了追求小车的高速和稳定的目的，人们对人工智能与机器人技术，汽车技术，自动控制技术各方面都进行了更广泛、更深入的层面展开研究,这样无疑对学术研究和生产应用都有很强的实际意义。比赛涉及到的专业知识有自动控制、模式识别、传感技术、汽车电子、电气、计算机、机械等多个学科，对学生的知识融合和实践动手能力的培养有重大的意义，对高等学校控制及汽车电子学科学术水平的提高，具有良好的长期推动作用。

智能小车系统由HCS12微控制器、电源管理单元、路径识别电路、车速检测模块、舵机控制单元和直流驱动电机控制单元组成。本系统以飞思卡尔公司的16位微处理器MC9S12XS128为控制核心，并采用CodeWarrior软件编程和BDM作为调试工具。运用反射式红外传感器进行道路信息采集，并采用PWM技术来控制舵机的转向和电机转速。舵机控制主要采用PWM信号开环控制,而速度控制方面，由数据表来设定速度，PID控制来调整速度。通过将总线频率超频到40M来更快更准确地进行控制。各个部分经过MCU的协调处理，能够以较快的速度在指定的轨迹上行驶，在进弯道之前能够提前减速并改变角度，达到平滑过弯和减小路程的效果。
本报告分为六个章节：第一章为引言介绍；第二章主要介绍了智能车机械设计与安装；第三章主要介绍了智能车机械设计与调试；第四章主要介绍了智能车硬件电路设计；第五章为智能车软件设计；第六章为智能车技术参数说明；第七章为总结。

全文请访问：中国农业大学曲辰之星技术报告.pdf