“恩智浦”杯 智能汽车竞赛北京科技大学报告

　　1.1 系统总体方案的选定本届智能汽车大赛光电组比赛传感器为线性 CCD，CCD 与传统的光电传感器相比有着信息量大，质量轻，电路简单的特点，但是由于需要镜头成像，所以会带来成像失真，静电干扰严重等问题。针对规则中提到的各种赛道元素，暂定采取双 CCD 并且进行摇头的设计方案，以此保证路径最优。 1.2 系统总体方案的设计遵 照 竞赛 规 则 规 定 ， 智 能汽 车 系 统 采 用 恩 智浦 的 32 位 微 控 制器 MK66FN2M0VMD18 单片机作为核心控制单元用于智能汽车系统的控制。线性 CCD 采集赛道明暗信息，返回到单片机作为转向控制的依据，以陀螺仪采集车身转动的角速度作为辅助。主控输出 PWM 波控制电机的转速以保持车身的姿态和锁定赛道。由于是四轮车，所以需要使用程序差速控制，保证动力轮内侧轮轮胎的磨损均匀。为了控制的准确性和快速性，我们使用编码器作为速度传感器。编码器返回的信号可以形成闭环，使用 PID 控制电机的转速。根据以上系统方案设计，赛车共包括六大模块：MK66FN2M0VMD18 主控模块、传感器模块、电源模块、电机驱动模块、速度检测模块和辅助调试模块。各模块的作用如下：

　　MK66FN2M0VMD18 主控模块，作为整个智能汽车的“大脑”，将采集 CCD 传感器、陀螺仪和光电码盘等传感器的信号，根据控制算法做出控制决策，驱动两个直流电机完成对智能汽车的控制；传感器模块，是智能汽车的“眼睛”，可以通过一定的前瞻性，提前感知前方的赛道信息，为智能汽车的“大脑”做出决策提供必要的依据和充足的反应时间，同时使用陀螺仪计算车模行进过程中的实时角速度信息，用以保持车模稳定行进；电源模块，为整个系统提供合适而又稳定的电源；电机驱动模块，驱动直流电机和伺服电机完成智能汽车的加减速控制和转向控制；速度检测模块，检测反馈智能汽车轮的转速，用于速度的闭环控制；辅助调试模块，主要用于智能汽车系统的功能调试、赛车状态监控。