飞思卡尔智能车大赛参赛队技术报告

本智能模型车系统以MC9S12DG128芯片为核心，由电源模块、传感器模块、电机驱动模块、路径识别模块、通讯调试模块和单片机模块组成。

第一章 系统介绍

1.1 系统概述

本系统是为了参加Freescale智能车大赛而设计，目标是设计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。使用竞赛秘书处统一指定并负责采购竞赛车模，采用飞思卡尔16位微控制器MC9S12DG128作为核心控制单元，自主构思控制方案及系统设计，包括传感器信号采集处理、控制算法及执行、动力电机驱动、转向舵机控制等，完成智能车工程制作及调试，不使用其他可编程控制芯片。下面细分每个模块的工作。

1传感器信号的

采集 针对这个系统，传感器主要负责采集路面信息。赛道路面用专用白色基板制作，跑道表面为白色，中心有连续黑线作为引导线，黑线宽25mm。由于探测条件比较宽松，所以传感器的选择余地很大。大致可以分为两种方案。其一使用CCD传感器和微型镜头的组合。这种方案的优点是采集的信息丰富，探测距离较远。而缺点是采集速度缓慢，处理困难，安装困难。第二种方案是使用红外光电管组成光电管阵列采集，这种方案优点是安装调试简单，但又伴随着测试距离近，抗干扰能力不强，不能完全反应赛道信息的缺点。本次设计主要采用后者，通过精确设计来弥补红外管的种种不足。（该部分设计由倪敬飞完成）

2动力电机驱动

该电机主要负责为智能车提供动力，对直流电机的控制也是比赛取得好成绩的关键所在。本设计选用Freescale公司的MC33886为主电机驱动芯片。该芯片内部结构为MOS管构成的H桥式电路，并加入了逻辑控制电路和过流过热保护电路。（该部分设计由孟忠伟完成。）

3转向舵机控制

对舵机的驱动为一路PWM波，本设计采用两种供电方式，即一路6V供电一路7.2V供电，平时使用6V比赛时使用7.2V。由于额定电压为5v～6v，但稍微高于额定电压会有更好的响应速度和扭力。

4控制算法及执行

这里主要完成对转向舵机和驱动电机的控制。采用简单的闭环控制，使用PID算法为主要的控制算法。

下面详细分析一下系统的输入和输出。

输入主要有2路即对赛道黑线的采集信号和小车速度信号。输出为伺服电机控制信号，驱动电机控制信号，也是2路。如图1-1所示。