以MK60N512VMD100微控制器為核心控制單元的智能車(chē)設(shè)計(jì)的詳細(xì)概述

　　 本文是關(guān)于基于第十二屆全國(guó)大學(xué)生“恩智浦”杯智能車(chē)競(jìng)賽設(shè)計(jì)的智能車(chē)，整車(chē)的系統(tǒng)以 MK60N512VMD100 微控制器為核心控制單元，通過(guò)面陣 CCD 檢測(cè)識(shí)別信標(biāo)，線性 TSL1401CL 線性 CCD 檢測(cè)未點(diǎn)亮的信標(biāo)作避障處理，并使用光電編碼器檢測(cè)模型車(chē)的實(shí)時(shí)速度，利用 PID 控制算法調(diào)節(jié)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向舵機(jī)的角度，實(shí)現(xiàn)了對(duì)模型車(chē)運(yùn)動(dòng)速度和運(yùn)動(dòng)方向的閉環(huán)控制。為了提高模型車(chē)的速度和穩(wěn)定性，使用上位機(jī)、無(wú)線藍(lán)牙、鍵盤(pán)液晶模塊等調(diào)試工具，進(jìn)行了大量硬件與軟件測(cè)試。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案確實(shí)可行。

? ? ? ?隨著信息技術(shù)的發(fā)展，汽車(chē)的電子化模塊越來(lái)越多，智能汽車(chē)領(lǐng)域受到了大量的關(guān)注。受教育部高等教育司委托，高等學(xué)校自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)教學(xué)指導(dǎo)分委員會(huì)主辦“恩智浦”杯全國(guó)大學(xué)生智能汽車(chē)競(jìng)賽，以迅猛發(fā)展的汽車(chē)電子為背景，涵蓋了控制、模式識(shí)別、傳感技術(shù)、電子、電氣、計(jì)算機(jī)、機(jī)械等多個(gè)學(xué)科交叉的科技創(chuàng)意性比賽。

　　參賽選手須使用競(jìng)賽秘書(shū)處統(tǒng)一指定并負(fù)責(zé)采購(gòu)競(jìng)賽車(chē)模，自行采用 32 位微控制器作為核心控制單元，自主構(gòu)思控制方案及系統(tǒng)設(shè)計(jì)，包括傳感器信號(hào)采集處理、控制算法及執(zhí)行、動(dòng)力電機(jī)驅(qū)動(dòng)、轉(zhuǎn)向舵機(jī)控制等，完成智能汽車(chē)工程制作及調(diào)試，于指定日期與地點(diǎn)參加場(chǎng)地比賽。參賽隊(duì)伍之名次（成績(jī)）由賽車(chē)現(xiàn)場(chǎng)成功完成賽道比賽時(shí)間為主，技術(shù)方案及制作工程質(zhì)量評(píng)分為輔來(lái)決定。

　　本屆“恩智浦”杯全國(guó)大學(xué)生智能汽車(chē)競(jìng)賽比賽分為光電競(jìng)速類(lèi)、電磁類(lèi)、雙車(chē)追逐類(lèi)和創(chuàng)意類(lèi)四個(gè)大類(lèi)，分別進(jìn)行比賽，我隊(duì)參與創(chuàng)意組雙車(chē)對(duì)抗組比賽。此次比賽按照官方規(guī)定可任意車(chē)模，最終我們選擇 新 C 型車(chē)模，使用面性 CCD 組結(jié)合線性 CCD 進(jìn)行檢測(cè)。

　　本篇技術(shù)報(bào)告主要包括機(jī)械系統(tǒng)、硬件系統(tǒng)、軟件系統(tǒng)等，詳盡地闡述了我們的設(shè)計(jì)方案，具體表現(xiàn)在硬件電路的創(chuàng)新設(shè)計(jì)以及控制算法的獨(dú)特想法，我隊(duì)參與比賽來(lái)的經(jīng)驗(yàn)之談，希望能給大家?guī)?lái)幫助。

　　智能車(chē)主要由三個(gè)部分組成：檢測(cè)系統(tǒng)，控制決策系統(tǒng)和動(dòng)力系統(tǒng)。其中檢測(cè)系統(tǒng)采用鷹眼攝像頭和線性 CCD，控制決策系統(tǒng)采用 MK60 作為主控芯片，動(dòng)力系統(tǒng)主要控制舵機(jī)的轉(zhuǎn)角和直流電機(jī)的轉(zhuǎn)速。

　　整體的流程為，通過(guò)數(shù)字?jǐn)z像頭來(lái)檢測(cè)賽場(chǎng)信標(biāo)位置信息，并將信息發(fā)送給單片機(jī)。同時(shí)，通過(guò)光電編碼器構(gòu)成的反饋渠道將車(chē)體的行駛速度信息傳送給主控單片機(jī)。根據(jù)所取得的位置信息和車(chē)體當(dāng)前的速度信息，由主控單片機(jī)做出決策，并通過(guò) PWM 信號(hào)控制直流電機(jī)和舵機(jī)進(jìn)行相應(yīng)動(dòng)作，從而實(shí)現(xiàn)車(chē)體的轉(zhuǎn)向控制和速度控制。