基本信息
- 项目名称：
- 智能竞速小车的设计
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 信息技术
- 大类：
- 科技发明制作A类
- 简介：
- 智能车技术是涵盖智能控制、模式识别等学科前沿的热点领域。经历半个多世纪的发展，很多技术已趋向成熟。21世纪汽车概念将发生根本性的变化，现在的“汽车”是带有一些电子控制的机械装置，未来的“汽车”将转变为带有一些辅助机械的机电一体化装置，汽车的主要部分不再仅仅是机械装置，它正向消费类电子产品转移。
- 详细介绍：
- 智能车系统归根结底是作为一个自动控制系统，如何控制好小车正常的快速行驶是系统的关键所在，要实这一目的需要系统各个模块的协同工作。 系统按照功能划分为：电源管理模块、最小系统模块、路径识别模块、电机驱动模块、舵机转向控制模块、转速测量模块等。 智能车系统的设计在给定的模型汽车平台上，自主构思控制方案进行系统设计，包括传感器信号采集处理、动力电机驱动、转向舵机控制及控制软件算法等，系统的整体设计构思直接关系到整车各部分的协调性能。
作品图片
作品专业信息
设计、发明的目的和基本思路、创新点、技术关键和主要技术指标
- 作品设计发明的目的应用于全国大学生智能汽车比赛，其基本思路是采用飞思卡尔MC9S12XS128作为核心控制单元，使用光电传感器，将采集的信号经MCU的AD接口处理后，用于赛车的速度及转向控制决策，同时内部PWM模块发出PWM波，驱动直流电机对智能车进行加速和减速控制，以及舵机对赛车进行转向控制，使赛车能够精确自主行驶。为了对赛车的速度进行精确的控制，在智能车传动轴上安装测速码盘，采集车轮转速的脉冲信号，经MCU捕获后进行PID自动控制，从而完成车速度的闭环控制，并以最短时间跑完全程。 创新点：自主开发小车起跑线检测算法；PID闭环测速，实时检测控制小车速度；更改舵机位置，适当加长臂杆，使其响应最为灵敏。 技术关键：软件控制算法，如何实现小车精确快速控制，硬件机械结构调整如何使小车行驶最为轻盈灵活。 主要技术指标：第五届全国大学生智能汽车比赛成绩：27S
科学性、先进性
- 本模型车的总体设计系统主要包括最小系统模块、路径识别模块、电机驱动模块、舵机转向控制模块、转速测量模块等，采用模块化设计思想，使控制系统不仅达到了预期设计指标，还具有独特的创新点 1：与现有小车相比主要是优化了控制算法，特别是自主开发小车起跑线检测算法，运用数字滤波算法，使小车能够准确启停 2：采用PID闭环测速，与开环相比，能实时检测控制小车速度； 方法是使用凑法，试凑法是通过闭环试验，观察系统响以达到满意的响应，最后确定PID控制参数。 3：调整机械结构，更改舵机位置，适当加长臂杆，使其响应最为灵敏。
获奖情况及鉴定结果
- 2010年7月21日山东大学举行的第五届全国大学生“飞思卡尔”杯智能汽车竞赛华北赛区三等奖。 2010年7月22日山东大学举行的山东省第二届大学生智能汽车竞赛二等奖
作品所处阶段
- 实验室阶段
技术转让方式
- 暂无
作品可展示的形式
- 实物
使用说明,技术特点和优势,适应范围,推广前景的技术性说明,市场分析,经济效益预测
- 本系统采用简易有效的信息采集技术、机械结构的适度调整和自主开发的控制算法设计使得本模型能够适应复杂路线，并以较快的速度行驶赛程。 运用了先进的模块化设计思想，分别将各个模块独立制作成型，使得在组成和使用时具有高稳定性和高便易性能。模块化和高性价使得模型在大规模生产中得以推广。 自动化应用于工业各个领域，本智能小车作为小型的、自由移动的自动控制系统必定能在自动化领域、灭火机器人、库房运输等多个领域得以发展，具有广阔的应用前景。
同类课题研究水平概述
- 智能汽车竞赛是在规定的模型汽车平台上， 使用飞思卡尔半导体公司的16位微控制器作为核心控制模块，通过传感器、电机驱动电路以及编写相应软件，制作一个能够自主识别道路的模型汽车，按照规定路线行进。该竞赛是涵盖了控制、模式识别、传感技术、电子、电气、计算机、机械等多个学科的比赛。在智能车方案设计的过程中，我们参阅了很多院校的往届大赛技术报告。在国内，清华大学首创记忆算法、北京科技大学创先使用激光管。但是，我们是首次参加智能车大赛，所以采用光电传感器，运用PID调速，这样便舍弃了一定的风险。对于光电组来说，提高小车的速度和稳定性，其实际问题是如何更早且更好的提取到赛道信息。所以我们采取适当加长光电传感器，加上人工调参，来实现我们的目标。这样可以提高赛车的前瞻性，使赛车的稳定性提高，所用时间最短。 近些年来,微电子技术的飞速发展,将电子技术和传统的机械相结合,使得汽车的环保、节能、安全、舒适、便捷和智能化等方面的问题均得到很好的解决。电子技术、线控技术的发展、电动汽车的研究、42V电气系统的研究和信息技术的发展都将导致汽车技术向电子化、信息化、集成化、网络化、智能化方向发展,汽车将成为一个移动的智能化的综合系统。
