智能小車設(shè)計(jì)

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1、本科組本科組C C題題-智能小車設(shè)計(jì)智能小車設(shè)計(jì)交流報(bào)告弘毅明德弘毅明德 篤學(xué)創(chuàng)新篤學(xué)創(chuàng)新2011-2011-1111-2-27 7Changan University主主 要要 報(bào)報(bào) 告告 內(nèi)內(nèi) 容容一、題目要求及設(shè)計(jì)思路簡(jiǎn)介一、題目要求及設(shè)計(jì)思路簡(jiǎn)介二、智能小車系統(tǒng)設(shè)計(jì)二、智能小車系統(tǒng)設(shè)計(jì)三、系統(tǒng)關(guān)鍵問(wèn)題分析及解決方案三、系統(tǒng)關(guān)鍵問(wèn)題分析及解決方案四、系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)及測(cè)試四、系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)及測(cè)試五、指導(dǎo)教師點(diǎn)評(píng)五、指導(dǎo)教師點(diǎn)評(píng)2011年全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽年全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽交流報(bào)告交流報(bào)告主主 要要 報(bào)報(bào) 告告 內(nèi)內(nèi) 容容一、題目要求及設(shè)計(jì)思路簡(jiǎn)介一、題目要求及設(shè)計(jì)思路簡(jiǎn)介二、智能小車系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2、二、智能小車系統(tǒng)設(shè)計(jì)三、系統(tǒng)關(guān)鍵問(wèn)題分析及解決方案三、系統(tǒng)關(guān)鍵問(wèn)題分析及解決方案四、系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)及測(cè)試四、系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)及測(cè)試五、指導(dǎo)教師點(diǎn)評(píng)五、指導(dǎo)教師點(diǎn)評(píng)2011年全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽年全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽交流報(bào)告交流報(bào)告1.1 1.1 題目要求簡(jiǎn)介題目要求簡(jiǎn)介 題目要求兩輛小車在如右圖所示題目要求兩輛小車在如右圖所示的賽道上實(shí)現(xiàn)如下功能：的賽道上實(shí)現(xiàn)如下功能：1. 1. 基本要求基本要求 （1 1）甲車和乙車分別從起點(diǎn)標(biāo)志）甲車和乙車分別從起點(diǎn)標(biāo)志線開(kāi)始，在行車道各正常行駛一圈。線開(kāi)始，在行車道各正常行駛一圈。 （2 2）甲、乙兩車按圖所示位置同）甲、乙兩車按圖所示位置同時(shí)起動(dòng)，乙車通過(guò)超車標(biāo)

3、志線后在超時(shí)起動(dòng)，乙車通過(guò)超車標(biāo)志線后在超車區(qū)內(nèi)實(shí)現(xiàn)超車功能，并先于甲車到車區(qū)內(nèi)實(shí)現(xiàn)超車功能，并先于甲車到達(dá)終點(diǎn)標(biāo)志線，即第一圈實(shí)現(xiàn)乙車超達(dá)終點(diǎn)標(biāo)志線，即第一圈實(shí)現(xiàn)乙車超過(guò)甲車。過(guò)甲車。 （3 3）甲、乙兩車在完成）甲、乙兩車在完成(2)(2)時(shí)的時(shí)的行駛時(shí)間要盡可能的短。行駛時(shí)間要盡可能的短。1.1 1.1 題目要求簡(jiǎn)介題目要求簡(jiǎn)介 2. 2. 發(fā)揮部分發(fā)揮部分 （1 1）在完成基本要求）在完成基本要求(2)(2)后后, ,甲、乙甲、乙兩車?yán)^續(xù)行駛第二圈，要求甲車通過(guò)超兩車?yán)^續(xù)行駛第二圈，要求甲車通過(guò)超車標(biāo)志線后要實(shí)現(xiàn)超車功能，并先于乙車標(biāo)志線后要實(shí)現(xiàn)超車功能，并先于乙車到達(dá)終點(diǎn)標(biāo)志線，即第

4、二圈完成甲車車到達(dá)終點(diǎn)標(biāo)志線，即第二圈完成甲車超過(guò)乙車，實(shí)現(xiàn)了交替領(lǐng)跑。甲、乙兩超過(guò)乙車，實(shí)現(xiàn)了交替領(lǐng)跑。甲、乙兩車在第二圈行駛的時(shí)間要盡可能的短。車在第二圈行駛的時(shí)間要盡可能的短。 （2 2）甲、乙兩車?yán)^續(xù)行駛第三圈和）甲、乙兩車?yán)^續(xù)行駛第三圈和第四圈，并交替領(lǐng)跑；兩車行駛的時(shí)間第四圈，并交替領(lǐng)跑；兩車行駛的時(shí)間要盡可能的短。要盡可能的短。 （3 3）在完成上述功能后，重新設(shè)定）在完成上述功能后，重新設(shè)定甲車起始位置（在離起點(diǎn)標(biāo)志線前進(jìn)方甲車起始位置（在離起點(diǎn)標(biāo)志線前進(jìn)方向向40cm 40cm 范圍內(nèi)任意），實(shí)現(xiàn)甲、乙兩車范圍內(nèi)任意），實(shí)現(xiàn)甲、乙兩車四圈交替領(lǐng)跑功能，行駛時(shí)間要盡可能四圈交替

5、領(lǐng)跑功能，行駛時(shí)間要盡可能的短。的短。1.1.2 2 設(shè)計(jì)思路介紹設(shè)計(jì)思路介紹智能小車功能需求智能小車功能需求精準(zhǔn)尋跡精準(zhǔn)尋跡快速快速行進(jìn)行進(jìn)位置同步位置同步自主超車自主超車解決方案解決方案紅外傳感器紅外傳感器+步進(jìn)電機(jī)步進(jìn)電機(jī)+ARM控制板控制板+無(wú)線收發(fā)無(wú)線收發(fā)完成功能需求完成功能需求所需的模塊所需的模塊光電檢測(cè)模塊光電檢測(cè)模塊無(wú)線通訊模塊無(wú)線通訊模塊電機(jī)及驅(qū)動(dòng)模塊電機(jī)及驅(qū)動(dòng)模塊供電系統(tǒng)模塊供電系統(tǒng)模塊主處理模塊主處理模塊主主 要要 報(bào)報(bào) 告告 內(nèi)內(nèi) 容容一、題目要求及設(shè)計(jì)思路簡(jiǎn)介一、題目要求及設(shè)計(jì)思路簡(jiǎn)介二、智能小車系統(tǒng)設(shè)計(jì)二、智能小車系統(tǒng)設(shè)計(jì)三、系統(tǒng)關(guān)鍵問(wèn)題分析及解決方案三、系統(tǒng)關(guān)鍵問(wèn)

6、題分析及解決方案四、系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)及測(cè)試四、系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)及測(cè)試五、指導(dǎo)教師點(diǎn)評(píng)五、指導(dǎo)教師點(diǎn)評(píng)2011年全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽年全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽交流報(bào)告交流報(bào)告 1、主處理板選型 2.12.1 智能小車硬件設(shè)計(jì)智能小車硬件設(shè)計(jì) 方案一:采用AT89S52單片機(jī)作為主控芯片。其特點(diǎn)是功耗較低，集成度較高，兼容性較好，但CPU處理速度及片上資源有限，不適合復(fù)雜實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)的應(yīng)用。由于在小車運(yùn)行過(guò)程中，涉及大量數(shù)據(jù)處理，需要完成傳感器檢測(cè)、電機(jī)控制、定時(shí)計(jì)數(shù)等功能。因此此系統(tǒng)需要有良好的運(yùn)算性能，對(duì)兩個(gè)小車的速度控制要求較高，而此普通單片機(jī)運(yùn)算速度較慢，不能滿足需求。2.12.1 智能小車硬件設(shè)計(jì)智能小

7、車硬件設(shè)計(jì) 方案二：采用嵌入式系統(tǒng)方案二：采用嵌入式系統(tǒng) 采用采用L LM3S615M3S615的的ARMARM芯片作為控芯片作為控制核心制核心。LM3S615LM3S615是基于是基于ARM ARM Cortex-M3Cortex-M3的控制器，它將高性能的控制器，它將高性能的的32 32 位計(jì)算引入嵌入式微控制器位計(jì)算引入嵌入式微控制器應(yīng)用中。其特點(diǎn)是運(yùn)算速度快，外應(yīng)用中。其特點(diǎn)是運(yùn)算速度快，外圍器件簡(jiǎn)單，功耗低，片上資源豐圍器件簡(jiǎn)單，功耗低，片上資源豐富，能滿足小車的速度控制以及無(wú)富，能滿足小車的速度控制以及無(wú)線通信設(shè)備線通信設(shè)備的的需求需求，是目前性價(jià)比是目前性價(jià)比較高的控制類芯片。較

8、高的控制類芯片。基于以上分析，我們選擇方案二。2.12.1 智能小車硬件設(shè)計(jì)智能小車硬件設(shè)計(jì)2、電機(jī)及驅(qū)動(dòng)模塊的選擇方案 方案一：選擇普通直流電機(jī)方案一：選擇普通直流電機(jī)。 直流電機(jī)可以直流電機(jī)可以通過(guò)減速齒輪通過(guò)減速齒輪增大扭力，提高帶負(fù)載能力。直增大扭力，提高帶負(fù)載能力。直流電機(jī)的優(yōu)點(diǎn)是：價(jià)格便宜，驅(qū)流電機(jī)的優(yōu)點(diǎn)是：價(jià)格便宜，驅(qū)動(dòng)控制容易，但不能做到精確控動(dòng)控制容易，但不能做到精確控制是其一大弱點(diǎn)。制是其一大弱點(diǎn)。2.12.1 智能小車硬件設(shè)計(jì)智能小車硬件設(shè)計(jì) 方案二：選擇步進(jìn)電機(jī)。方案二：選擇步進(jìn)電機(jī)。 步進(jìn)電機(jī)的特點(diǎn)是：可以精確步進(jìn)電機(jī)的特點(diǎn)是：可以精確控制電機(jī)選擇步數(shù)和角度，能良好控

9、制電機(jī)選擇步數(shù)和角度，能良好的達(dá)到題目要求的精確度。的達(dá)到題目要求的精確度。 考慮到題目性能要求，我們選考慮到題目性能要求，我們選擇了步進(jìn)電機(jī)，擇了步進(jìn)電機(jī)，同時(shí)同時(shí)采用電機(jī)驅(qū)動(dòng)采用電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片芯片BA6845FSBA6845FS。BA6845FSBA6845FS包含兩個(gè)包含兩個(gè)獨(dú)立的獨(dú)立的H H橋電路。直接給芯片上電，橋電路。直接給芯片上電，即可實(shí)現(xiàn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)。此芯片集成即可實(shí)現(xiàn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)。此芯片集成度高，電路簡(jiǎn)單，控制方便可靠，度高，電路簡(jiǎn)單，控制方便可靠，體積小，效率高。體積小，效率高。2.12.1 智能小車硬件設(shè)計(jì)智能小車硬件設(shè)計(jì)3、位置同步方案 方案一：方案一：采用超聲波傳感器測(cè)距采

10、用超聲波傳感器測(cè)距方案方案 超聲波傳感器采用超聲波傳感器采用IOIO觸發(fā)測(cè)距，觸發(fā)測(cè)距，模塊自動(dòng)發(fā)送模塊自動(dòng)發(fā)送8 8個(gè)個(gè)40khz40khz的方波，自動(dòng)的方波，自動(dòng)檢測(cè)是否有信號(hào)返回。有價(jià)格便宜、檢測(cè)是否有信號(hào)返回。有價(jià)格便宜、使用簡(jiǎn)單的優(yōu)點(diǎn)。但是不能準(zhǔn)確測(cè)得使用簡(jiǎn)單的優(yōu)點(diǎn)。但是不能準(zhǔn)確測(cè)得小車超車及姿態(tài)調(diào)整時(shí)的距離，因此小車超車及姿態(tài)調(diào)整時(shí)的距離，因此采用此種方案穩(wěn)定性不高采用此種方案穩(wěn)定性不高2.12.1 智能小車硬件設(shè)計(jì)智能小車硬件設(shè)計(jì) 方案二：采用方案二：采用無(wú)線通信方無(wú)線通信方案案 采用無(wú)線通信的方式可以采用無(wú)線通信的方式可以在小車啟動(dòng)時(shí)、超車時(shí)很好的在小車啟動(dòng)時(shí)、超車時(shí)很好的實(shí)現(xiàn)

11、位置信號(hào)的同步，效果穩(wěn)實(shí)現(xiàn)位置信號(hào)的同步，效果穩(wěn)定。定。 相比于電路復(fù)雜，成本高，實(shí)相比于電路復(fù)雜，成本高，實(shí)時(shí)性不好，控制復(fù)雜的時(shí)性不好，控制復(fù)雜的Zigbee無(wú)無(wú)線收發(fā)模塊，我們采用線收發(fā)模塊，我們采用無(wú)線收無(wú)線收發(fā)模塊發(fā)模塊UP-96UP-96。該模塊采。該模塊采用了用了9600bit/s9600bit/s的波特率，直接可的波特率，直接可以連接到本設(shè)計(jì)的處理器輸出以連接到本設(shè)計(jì)的處理器輸出口，無(wú)需在無(wú)線模塊上編制程口，無(wú)需在無(wú)線模塊上編制程序，易于控制序，易于控制，傳輸速率高，傳輸速率高，可編程控制輸出功率，操作簡(jiǎn)可編程控制輸出功率，操作簡(jiǎn)單。單。 基于以上的分析，采用方基于以上的分析，

12、采用方案二。案二。2.12.1 智能小車硬件設(shè)計(jì)智能小車硬件設(shè)計(jì)4 4、循跡模塊的選擇、循跡模塊的選擇 方案一：采用光敏電阻組成方案一：采用光敏電阻組成光敏探測(cè)器。光敏探測(cè)器。 光敏電阻的阻值可以跟隨周光敏電阻的阻值可以跟隨周圍環(huán)境光線的變化而變化。當(dāng)光圍環(huán)境光線的變化而變化。當(dāng)光線照射到白線上面時(shí)，光線反射線照射到白線上面時(shí)，光線反射很強(qiáng)烈，光線照射到黑線上面時(shí)，很強(qiáng)烈，光線照射到黑線上面時(shí)，光線反射較弱。基于光的反射原光線反射較弱?；诠獾姆瓷湓硪虼斯饷綦娮柙诎拙€和黑線上理因此光敏電阻在白線和黑線上方時(shí)，阻值會(huì)發(fā)生明顯的變化。方時(shí)，阻值會(huì)發(fā)生明顯的變化。將阻值的變化值經(jīng)比較器就可以將阻值

13、的變化值經(jīng)比較器就可以輸出輸出TTLTTL高低電平信號(hào)。但是這高低電平信號(hào)。但是這種方案受光照影響很大，不能夠種方案受光照影響很大，不能夠穩(wěn)定的工作。穩(wěn)定的工作。2.12.1 智能小車硬件設(shè)計(jì)智能小車硬件設(shè)計(jì) 方案二：采用反射式紅外傳感器。方案二：采用反射式紅外傳感器。 利用紅外線在不同顏色的物體表利用紅外線在不同顏色的物體表面具有不同的反射性質(zhì)的特點(diǎn)面具有不同的反射性質(zhì)的特點(diǎn)，在小在小車行駛過(guò)程中紅外發(fā)射管不斷發(fā)出紅車行駛過(guò)程中紅外發(fā)射管不斷發(fā)出紅外射線外射線。當(dāng)發(fā)出的紅外射線照射到白當(dāng)發(fā)出的紅外射線照射到白色的平面后經(jīng)反射，則檢測(cè)出白線繼色的平面后經(jīng)反射，則檢測(cè)出白線繼而輸出低電平而輸出低

14、電平；當(dāng)發(fā)出的紅外射線照當(dāng)發(fā)出的紅外射線照射到射到黑黑色的平面后色的平面后被吸收，則被吸收，則收不到收不到發(fā)射管發(fā)出的發(fā)射管發(fā)出的紅外紅外線，則檢測(cè)出黑線線，則檢測(cè)出黑線繼而輸出高電平。微控制器就是通過(guò)繼而輸出高電平。微控制器就是通過(guò)接收到的高低電平為依據(jù)來(lái)確定接收到的高低電平為依據(jù)來(lái)確定小車小車相對(duì)于黑線的位置相對(duì)于黑線的位置。只要選擇數(shù)量和。只要選擇數(shù)量和探測(cè)距離合適的紅外傳感器，就可以探測(cè)距離合適的紅外傳感器，就可以精精確確控制控制小車?；谝陨系姆治?，采小車?；谝陨系姆治?，采用方案二。用方案二。 本設(shè)計(jì)中添加了鳴笛功能，由比較器和喇叭組成。當(dāng)甲乙兩車啟動(dòng)時(shí)、超車時(shí)以及到達(dá)終點(diǎn)時(shí)都會(huì)以

15、鳴笛作為標(biāo)志。2.12.1 智能小車硬件設(shè)計(jì)智能小車硬件設(shè)計(jì)5 5、鳴笛電路設(shè)計(jì)鳴笛電路設(shè)計(jì)2.2 2.2 智能小車軟件設(shè)計(jì)智能小車軟件設(shè)計(jì) 本系統(tǒng)采用嵌入式的ARM芯片LM3S615作為控制核心。使用兩個(gè)32位定時(shí)計(jì)數(shù)器的中斷來(lái)對(duì)步進(jìn)電機(jī)的時(shí)序進(jìn)行控制，這樣可以充分利用CPU的資源，精確而簡(jiǎn)單的控制小車的速度。小車在行進(jìn)過(guò)程中不斷檢測(cè)紅外傳感器，判斷小車是否偏離跑道外側(cè)的黑線，可以通過(guò)調(diào)整定時(shí)器的計(jì)數(shù)值來(lái)調(diào)整兩輪的速度，進(jìn)而對(duì)小車的位置及方向進(jìn)行矯正。對(duì)定時(shí)器的進(jìn)一步控制可以準(zhǔn)確的實(shí)現(xiàn)小車的轉(zhuǎn)彎及超車。兩車之間通過(guò)無(wú)線通信模塊進(jìn)行位置同步。軟件流程圖如下：2.22.2 智能小車軟件設(shè)計(jì)智能小

16、車軟件設(shè)計(jì)甲車軟件流程圖2.12.1 智能小車軟件設(shè)計(jì)智能小車軟件設(shè)計(jì)乙車軟件流程圖主主 要要 報(bào)報(bào) 告告 內(nèi)內(nèi) 容容一、題目要求及設(shè)計(jì)思路簡(jiǎn)介一、題目要求及設(shè)計(jì)思路簡(jiǎn)介二、智能小車系統(tǒng)設(shè)計(jì)二、智能小車系統(tǒng)設(shè)計(jì)三、系統(tǒng)關(guān)鍵問(wèn)題分析及解決方案三、系統(tǒng)關(guān)鍵問(wèn)題分析及解決方案四、系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)及測(cè)試四、系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)及測(cè)試五、指導(dǎo)教師點(diǎn)評(píng)五、指導(dǎo)教師點(diǎn)評(píng)2011年全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽年全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽交流報(bào)告交流報(bào)告3.13.1小車行駛路徑規(guī)劃小車行駛路徑規(guī)劃 小車行駛路徑規(guī)劃如圖所示： 小車通過(guò)檢測(cè)外邊緣線來(lái)循跡，通過(guò)檢測(cè)拐彎標(biāo)志線進(jìn)行弧度拐彎（轉(zhuǎn)彎過(guò)程中不檢測(cè)邊緣線，而是通過(guò)計(jì)算步數(shù)來(lái)控制）。 根據(jù)

17、題目要求，黑色線有實(shí)橫線（轉(zhuǎn)彎及超車標(biāo)志線）、實(shí)豎線（邊緣標(biāo)志線）和虛豎線（超車控制線），小車通過(guò)檢測(cè)不同種類的線來(lái)確定方位和行為。 為了正確檢測(cè)識(shí)別各類標(biāo)線，需要合理設(shè)置傳感器布置方式及傳感器數(shù)量，本系統(tǒng)以右邊緣線作為檢測(cè)基準(zhǔn)線，邊緣線寬度為2cm，所以在小車車身右側(cè)2cm處布置3個(gè)紅外傳感器（按從左往右順序依次命名為：IA，IB，IC），傳感器間距為0.9cm，用以檢測(cè)邊緣線。小車車身前部中軸線位置放置1個(gè)紅外傳感器（命名為：ID）用以檢測(cè)轉(zhuǎn)彎及超車標(biāo)志線。由于小車在行進(jìn)過(guò)程中兩個(gè)電機(jī)會(huì)分別出現(xiàn)失步、越步及受到其他干擾，小車需要不斷調(diào)整自身姿態(tài)以確保按照正確的方式前進(jìn)，各傳感器輸出真值表及

18、其對(duì)應(yīng)控制方式如下：3.23.2路徑檢測(cè)與循跡控制方法分析路徑檢測(cè)與循跡控制方法分析3.23.2路徑檢測(cè)與循跡控制方法分析路徑檢測(cè)與循跡控制方法分析3.3 3.3 姿態(tài)修正及轉(zhuǎn)彎、超車控制姿態(tài)修正及轉(zhuǎn)彎、超車控制 通過(guò)對(duì)小車行駛軌跡分析，小車在行進(jìn)過(guò)程中主要有以下四種控制模式。 直線控制：直線控制：結(jié)合題目要求及車體穩(wěn)定性需求，將左右輪速度設(shè)為同一最大值。根據(jù)傳感器返回的信號(hào)判斷，若車體發(fā)生偏移，則調(diào)用姿態(tài)修正函數(shù)進(jìn)行微調(diào)。姿態(tài)修正姿態(tài)修正：若檢測(cè)到左偏，右側(cè)電機(jī)減速，否則左側(cè)電機(jī)減速。轉(zhuǎn)彎控制：轉(zhuǎn)彎控制：當(dāng)檢測(cè)到轉(zhuǎn)彎標(biāo)志線時(shí)，左輪速度減慢，右輪速度保持不變。當(dāng)轉(zhuǎn)過(guò)一定角度后，直行并循環(huán)檢測(cè)邊

19、線。超車控制：超車控制：當(dāng)前車檢測(cè)到超車標(biāo)志線后，轉(zhuǎn)彎并減速，等待超車完成信號(hào)，并在接受到超車完成信號(hào)后加速。當(dāng)后車檢測(cè)到超車標(biāo)志線后，從超車區(qū)域進(jìn)行超車，完成后發(fā)送超車完成信號(hào)。3.4 3.4 行進(jìn)間兩車位置同步行進(jìn)間兩車位置同步 本系統(tǒng)中啟動(dòng)和每次超車結(jié)束時(shí)都會(huì)有一次位置同步，位置同步是通過(guò)無(wú)線通信發(fā)送指令實(shí)現(xiàn)的。 第一次同步：第一次同步： 啟動(dòng)時(shí)，甲車在前，乙車在后。乙車在起跑以前會(huì)給甲車一個(gè)啟動(dòng)指令，保證兩車同時(shí)啟動(dòng)。 第二次同步：第二次同步： 在超車結(jié)束時(shí)，前車會(huì)給后車發(fā)送一個(gè)加速指令，使兩車?yán)^續(xù)前進(jìn)。 通過(guò)以上兩次位置同步及步進(jìn)電機(jī)對(duì)行進(jìn)距離的準(zhǔn)確控制實(shí)現(xiàn)了通過(guò)以上兩次位置同步及步

20、進(jìn)電機(jī)對(duì)行進(jìn)距離的準(zhǔn)確控制實(shí)現(xiàn)了兩車距離保持和自主超車。方法簡(jiǎn)單且減少了車間通訊次數(shù)。兩車距離保持和自主超車。方法簡(jiǎn)單且減少了車間通訊次數(shù)。主主 要要 報(bào)報(bào) 告告 內(nèi)內(nèi) 容容一、題目要求及設(shè)計(jì)思路簡(jiǎn)介一、題目要求及設(shè)計(jì)思路簡(jiǎn)介二、智能小車系統(tǒng)設(shè)計(jì)二、智能小車系統(tǒng)設(shè)計(jì)三、系統(tǒng)關(guān)鍵問(wèn)題分析及解決方案三、系統(tǒng)關(guān)鍵問(wèn)題分析及解決方案四、系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)及測(cè)試四、系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)及測(cè)試五、指導(dǎo)教師點(diǎn)評(píng)五、指導(dǎo)教師點(diǎn)評(píng)2011年全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽年全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽交流報(bào)告交流報(bào)告4.14.1系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)我們完成的智能小車我們完成的智能小車4.14.1系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)-演示演示4.24.2系統(tǒng)測(cè)試系統(tǒng)測(cè)試 1

21、、測(cè)試方案 將兩個(gè)小車按照要求放在起點(diǎn)標(biāo)志線處，先分別測(cè)出兩個(gè)小車各正常行駛一圈的時(shí)間，然后再測(cè)試兩個(gè)同時(shí)起動(dòng)的小車進(jìn)行交替超車一圈、兩圈、三圈、四圈的時(shí)間。測(cè)試條件 小車在由2塊細(xì)木工板（長(zhǎng)244cm，寬122cm）拼接而成的賽道上行駛,進(jìn)行多次測(cè)試。4.24.2系統(tǒng)測(cè)試系統(tǒng)測(cè)試2 2、測(cè)試結(jié)果、測(cè)試結(jié)果（1 1）甲和乙單獨(dú)行駛一圈數(shù)據(jù)甲和乙單獨(dú)行駛一圈數(shù)據(jù)4.24.2系統(tǒng)測(cè)試系統(tǒng)測(cè)試（2）第一圈乙超甲數(shù)據(jù)第一圈乙超甲數(shù)據(jù)（3）第第二二圈圈甲甲超超乙乙數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)4.24.2系統(tǒng)測(cè)試系統(tǒng)測(cè)試（4）第第三三圈圈乙乙超超甲甲數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)4.24.2系統(tǒng)測(cè)試系統(tǒng)測(cè)試（5）第第四四圈圈甲甲超超乙乙數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)4

22、.24.2系統(tǒng)測(cè)試系統(tǒng)測(cè)試4.24.2系統(tǒng)測(cè)試系統(tǒng)測(cè)試3、測(cè)試結(jié)果分析、測(cè)試結(jié)果分析 根據(jù)上述測(cè)試數(shù)據(jù)，由此可以得出以下結(jié)論：根據(jù)上述測(cè)試數(shù)據(jù)，由此可以得出以下結(jié)論： （1 1）甲乙兩車在行駛中速度設(shè)置恰當(dāng)，既不會(huì)出現(xiàn)因?yàn)檐嚕┘滓覂绍囋谛旭傊兴俣仍O(shè)置恰當(dāng)，既不會(huì)出現(xiàn)因?yàn)檐囁偬?，使小車停機(jī)，又不會(huì)出現(xiàn)車速太快沖出跑道的現(xiàn)象。速太慢，使小車停機(jī)，又不會(huì)出現(xiàn)車速太快沖出跑道的現(xiàn)象。 （2 2）甲乙兩車在行駛中不發(fā)生碰撞并準(zhǔn)確地實(shí)現(xiàn)超車功能。）甲乙兩車在行駛中不發(fā)生碰撞并準(zhǔn)確地實(shí)現(xiàn)超車功能。 （3 3）甲乙兩車行駛時(shí)間是比較理想的甲乙兩車行駛時(shí)間是比較理想的，同時(shí)，同時(shí)本設(shè)計(jì)中添加了鳴笛功能，當(dāng)甲乙

23、兩車啟動(dòng)時(shí)，超車時(shí)以及到達(dá)終點(diǎn)時(shí)都以鳴笛作為標(biāo)志。 綜上所述，本綜上所述，本系統(tǒng)系統(tǒng)達(dá)到設(shè)計(jì)要求。達(dá)到設(shè)計(jì)要求。主主 要要 報(bào)報(bào) 告告 內(nèi)內(nèi) 容容一、題目要求及設(shè)計(jì)思路簡(jiǎn)介一、題目要求及設(shè)計(jì)思路簡(jiǎn)介二、智能小車系統(tǒng)設(shè)計(jì)二、智能小車系統(tǒng)設(shè)計(jì)三、系統(tǒng)關(guān)鍵問(wèn)題分析及解決方案三、系統(tǒng)關(guān)鍵問(wèn)題分析及解決方案四、系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)及測(cè)試四、系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)及測(cè)試五、指導(dǎo)教師點(diǎn)評(píng)五、指導(dǎo)教師點(diǎn)評(píng)2011年全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽年全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽交流報(bào)告交流報(bào)告指導(dǎo)教師點(diǎn)評(píng)指導(dǎo)教師點(diǎn)評(píng) 由于沒(méi)有參與比賽過(guò)程，在這里只能通過(guò)訓(xùn)練過(guò)程中對(duì)學(xué)生的觀察了解和賽后分析對(duì)本作品進(jìn)行點(diǎn)評(píng)，并把我們的訓(xùn)練經(jīng)歷及經(jīng)驗(yàn)與大家分享！指導(dǎo)教師點(diǎn)

24、評(píng)指導(dǎo)教師點(diǎn)評(píng)作品優(yōu)點(diǎn)：選用ARM平臺(tái)，處理速度快，ARM芯片片上資源多，開(kāi)發(fā)簡(jiǎn)單方便采用步進(jìn)電機(jī)，控制比較精準(zhǔn)整車體積小，重心低，行進(jìn)姿態(tài)穩(wěn)定，操控靈活、可靠用簡(jiǎn)單的控制方法完成系統(tǒng)的功能需求 -外邊緣循跡，線路簡(jiǎn)單規(guī)整 -只用一種傳感器實(shí)現(xiàn)兩車相互位置感知指導(dǎo)教師點(diǎn)評(píng)指導(dǎo)教師點(diǎn)評(píng)作品不足：僅在兩處對(duì)小車進(jìn)行了位置同步，沒(méi)有實(shí)現(xiàn)車輛間位置實(shí)時(shí)同步，對(duì)車輛位置的控制依賴于步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)彎控制方法只適用于低速情況，速度稍高，車輛很容 易飛出場(chǎng)地理論分析較少，較多依靠實(shí)驗(yàn)和經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行控制方法設(shè)計(jì)指導(dǎo)教師點(diǎn)評(píng)指導(dǎo)教師點(diǎn)評(píng)-訓(xùn)練過(guò)程回顧訓(xùn)練過(guò)程回顧整隊(duì)訓(xùn)練時(shí)間為12個(gè)月：2010.9-2011.8參賽人員為

25、經(jīng)過(guò)選拔、基礎(chǔ)較好的大三本科生。訓(xùn)練階段一（2010.9-2011.1）：基本功訓(xùn)練 該階段主要訓(xùn)練控制類題所涉及的模塊，根據(jù)學(xué)生興趣、特點(diǎn)設(shè)計(jì)訓(xùn)練題目，主要培養(yǎng)學(xué)生電路、軟件的基本功。軟件方面：軟件方面：強(qiáng)調(diào)編程風(fēng)格，養(yǎng)成良好的編程習(xí)慣，熟悉嵌入式ARM編程方法及調(diào)試方法硬件方面：硬件方面：訓(xùn)練學(xué)生扎實(shí)的電路制作能力，規(guī)范學(xué)生在電路制作中的流程、方法，盡量做到常見(jiàn)模塊熟練制作，且能用指導(dǎo)教師點(diǎn)評(píng)指導(dǎo)教師點(diǎn)評(píng)-訓(xùn)練過(guò)程回顧訓(xùn)練過(guò)程回顧訓(xùn)練階段二（2011.2-2011.7）：系統(tǒng)設(shè)計(jì)訓(xùn)練 該階段以真題訓(xùn)練為主，培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力，根據(jù)前段時(shí)間訓(xùn)練情況明確個(gè)人分工。 隊(duì)伍中三名同學(xué)分工如下：1、隊(duì)

26、長(zhǎng)，負(fù)責(zé)組織協(xié)調(diào)，查閱資料，協(xié)助硬件設(shè)計(jì)，外協(xié)所需設(shè)備、道具等，并督促項(xiàng)目實(shí)施；2、硬件設(shè)計(jì)師，負(fù)責(zé)系統(tǒng)硬件搭建；3、軟件設(shè)計(jì)師，負(fù)責(zé)系統(tǒng)程序編寫。 該階段每月做一道題（以電機(jī)控制類為主）。指導(dǎo)教師點(diǎn)評(píng)指導(dǎo)教師點(diǎn)評(píng)-訓(xùn)練過(guò)程回顧訓(xùn)練過(guò)程回顧訓(xùn)練階段二參賽隊(duì)在此階段完成了以下題目：1、循跡小車2、小車蹺蹺板平衡控制3、聲源引導(dǎo)系統(tǒng)（小車與無(wú)線通信）4、小車走迷宮指導(dǎo)教師點(diǎn)評(píng)指導(dǎo)教師點(diǎn)評(píng)-訓(xùn)練過(guò)程回顧訓(xùn)練過(guò)程回顧訓(xùn)練階段三（2011.8）：賽前封閉訓(xùn)練 該階段以模擬比賽進(jìn)行封閉式訓(xùn)練，模擬電賽要求出題，每道題要求學(xué)生在4天3夜內(nèi)完成。 該階段學(xué)生完全模擬真實(shí)比賽，老師不參與設(shè)計(jì)，只看結(jié)果和進(jìn)行模擬賽后分析，檢查完成情況。 該階段學(xué)生完成了以下系統(tǒng)設(shè)計(jì)：1、電機(jī)控制的畫(huà)圖儀器2、小車智能壁障與滅火3、溫度控制系統(tǒng)4、交通路口車輛控制系統(tǒng)（模擬檢測(cè)交通燈控制車輛行為）指導(dǎo)教師點(diǎn)評(píng)指導(dǎo)教師點(diǎn)評(píng)-訓(xùn)練過(guò)程回顧訓(xùn)練過(guò)程回顧心得： 執(zhí)行力 + 團(tuán)隊(duì)協(xié)作 + 平時(shí)扎實(shí)訓(xùn)練 + 運(yùn)氣= 滿足題目要求的作品！報(bào)告結(jié)束，謝謝大家！報(bào)告結(jié)束，謝謝大家！