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安科光電二隊智能車技術報告(編輯修改稿)

2025-08-30 03:09 本頁面

　

【文章內容簡介】離A，AB之差稱為前輪前束，這樣可使車輪在每一瞬時滾動方向接近于向著正前方，從而在很大程度上減輕和消除了由于車輪外傾而產生的不良后果。在實際的汽車中，一般前束為0~12mm 。舵機安置舵機使用組委會提供的B車舵機，舵機的響應速度對小車是一個很重要的因素，特別是在自己的前瞻范圍內如何更快的響應就顯得及其重要了。為了加快舵機的響應速度，我們做了以下三個方面的改進：第一，舵機立式放置，使舵機位于兩輪的中心線上，小車前部相對于舵機左右對稱，從而左右橫拉桿長度相同，舵機左右轉向時受力比較均勻。這樣，經建模分析得，即使左右橫拉桿長度相同，轉彎時，內側輪的轉角還是大于外側輪的轉角，有利于轉向，也使轉彎更加穩定可靠。通過以上這些改造，舵機的響應速度提高許多，穩定性增強，為快速靈巧的轉向提供了硬件的保證第二，實驗可知，由于舵機的響應速度與舵機的供電電壓有直接的關系，而電壓越高其響應速度越快，但是大賽規則中禁止用DCDC升壓電路給電機供電。第三，將舵機偏前放置，從而增加了舵機到連桿之間的擺桿長度，這樣與以前的長度相比讓前輪轉過同樣的角度舵機只需轉過比以前更小的角度。底盤的高度對車的重心影響很大，因為我們采取光電傳感器采集路面信息的策略，傳感器的安裝，必然導致整車的重心偏高，在高速過彎時則向心力比較大，同時由于慣性則車很容易向一側翻倒。為了避免這類事情的發生，不僅需要減輕傳感器支架的重量，也要盡量降低小車底盤的高度。我們把車底盤放低，從而降低整車的重心，防止車翻倒。雖此次比賽中有坡度在15度之內的坡道，但坡道是圓弧形的拱坡，車在上下坡過程中不會出現碰觸賽道的情況，故我們對車的前后部的底盤高度都做了調整。以下是車前后部分底盤高度調整方法：(1)底盤前半部分離地間隙調整：我們利用固定彈簧和去掉彈簧，從而使小車前部離地間隙達到最低，為8mm。(2)底盤后半部分離地間隙調整：通過變換偏心卡圈調整底盤后半部離地間隙。為了降低小車整體重心，我們采用了偏心最大的卡圈，使間隙最小。3．3傳感器的原理、選擇與安裝光電車的傳感器主要有兩種，也是大部分學校用的，一種紅外傳感器，另一種是激光傳感器。在確定智能車總體方案時，我們選擇激光傳感器的方案。為了獲得更大前瞻距離，為控制系統后續處理贏得更多的時間，在從眾多光電傳感器中選擇了大前瞻的激光傳感器，前瞻距離可以達到普通光電傳感器的數倍甚至十幾倍，完全滿足競賽的要求。而且激光傳感器同時發光，互不干擾。激光傳感器的原理光電傳感器檢測路面信息的原理是由發射管發射一定波長的紅外線，經地面反射到接收管。由于在黑色和白色上反射系數不同，在黑色上大部分光線被吸收，而白色上可以反射回大部分光線，所以接收到的反射光強是不一樣，進而導致接收管的特性曲線發生變化程度不同，而從外部觀測可以近似認為接收管兩端輸出電阻不同，進而經分壓后的電壓就不一樣，就可以將黑白路面區分開來。光電傳感器原理激光傳感器的設計激光傳感器與普通的光電傳感器原理都是一樣，但是其前瞻能力遠大于普通的光電傳感器，可以達到4050 厘米，對于智能車來說已經足夠。在競賽中，規則規定傳感器最多不能超過16 個，我選用了12個激光傳感器，所有的傳感器呈“一”字排布。激光傳感器由兩部份構成，一部份為發射部份，一部分為接收部份。發射部份由一個振蕩管發出180KHz 頻率的振蕩波后，經三極管放大，激光管發光；接收部份由一個相匹配180KHz 的接收管接收返回的光強，經過電容濾波后直接接入S12 單片機的PA 與PＭ口，檢測返回電壓的高低。由于激光傳感器使用了調制處理，接收管只能接受相同頻率的反射光，因而可以有效防止可見光對反射激光的影響。激光傳感器發射與接收電路電路圖說明 L11和R15之間可加上電位器； C11為47UF的鉭電容(說明書中有一個圖對應)，加在接收管的1和3腳之間，起濾波作用；如果不行，可以試一下1UF的電解電容,、。 IN為信號輸入單片機，OUT為單片機I/O口控制發光；接收到黑色為1，接收到白色為0；當照射在黑色時，L12指示燈應該為滅傳感器的固定是關鍵，其安裝位置、高度以及負仰角，直接影響圖像的采集和整車的重心。但是我們小車有搖頭的原因，車的整體重心肯定在車的中心靠前位置，為了讓車轉向更靈活，我們必修減輕車的重量，以此增加車的速度。為減輕重量，我們去掉一些沒有必要的金屬或者換成塑料。攝像頭位置越高，則前瞻性越好，看到的賽道信息越豐富，有利于賽車的預判和加減速，但對支架的剛性要求越高。在高速轉彎時，整車的重心偏高，很容易發生翻車等極惡劣的情況。因此我們將傳感器高度定為20cm，既保證了前瞻，又保證了圖像采集時左右寬度相等。一、先將光斑調整到一條直線。二、俞電腦連接，在線調試。三、寫入程序使傳感器分組發光。四、單個安裝鏡頭并調試位置。五、檢查同組傳感器是否相互干擾第四章系統硬件電路核心電路板的組成核心電路板我們采用飛思卡爾提供的MC9S12DJ256作為主控制器，用來實現對小車的控制。MC9S12DJ256微控制器采用增強型16位S12CPU，片內總線是時鐘頻率最高可達25MHz，片內資源包括128KB的Flash存儲器、8KB的RAM、2KB的EEPROM；兩個異步串行通信接口、兩個串行外圍接口、一組8通道的輸入捕捉或輸出捕捉的增強型捕捉定時器、兩組8通道10路模數轉換器、一組8通道脈寬調制模塊、一個字節數據鏈路控制器、29路獨立的數字I/O接口、20路帶中斷和喚醒功能的數字I/O接口、5個增強型CAN總線接口，并支持背景調試模式（BDM）。整個智能車系統的接口層結構如圖41，5V電源給S12單片機提供所需供電壓，S12的PWM模塊產生的

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