山东大学第一届“金宇轮胎”杯智能车设计大赛

参赛过程介绍

                                                                                    学    校：    山东大学

队伍名称：    软件学院SunRise队

参赛队员：    孙希伟，彭亮

一：大赛背景

山东大学智能车设计大赛是以 “飞思卡尔”杯全国智能车设计竟赛为大背景，以控制学院为基础举办的一个大型的山东大学智能车设计校内竞赛。比赛以学校提供所需硬件即智能车系统以MC9S12DG128B为控制核心的硬件基础上进行设计而成。

系统按照功能划分为：电源模块、单片机模块、运行调试模块、路径识别模块、直流电机驱动模块、转向伺服模块、速度测量模块等。整个系统中，电源模块使用7.2V 1800mAh Ni-cd蓄电池作为系统能源。通过功率器件将7.2V电压转换成5V，6V和7.2V电压供各个模块需要。路径识别模块使用安装在车头的CMOS摄像头采集路面赛道信息，信号经过必要的硬件和软件处理，输入单片机控制模块。单片机和调试模块负责编程调试、路面信息处理、控制算法实现和控制输出。直流电机驱动模块接收速度控制信号，控制驱动电机运行，达到控制车速目的。转向伺服模块控制舵机转向，进而控制智能车转向。速度测量模块实时测量智能车车速，用于系统的车速的闭环控制，以精确控制车速。

本项目涉及到了图像处理技术，模式识别技术，路径识别算法，单片机开发技术，电路板设计技术以及汽车动力学设计等方面的技术。

二：参赛背景和过程

我们在03级两位学长在2006年成功参加全国“飞思卡尔”杯智能车大赛并获得软件学院2006年度科技创新项目的基础上了解并接触了飞思卡尔提供的车体和芯片，并对芯片和路径识别算法作了一定程度上的学习和了解，直到今年七月份我们了解到控制学院将举办山东大学第一届智能车设计大赛，我们便报名参加，由于当时他们并没有大幅度对外院做宣传，我们报名时学校提供的设备已经不够，所以我们联系到03级的师哥，并借到他们06年参赛的车体参赛。因为采用的是飞思卡尔提供的以MC9S12DG128B为控制核心的芯片，外围电路有山东大学控制学院提供设计电路和空电路板，获得这些基础硬件以后，因为需要首先根据路图焊接外围电路，所以在控制学院借到参考书之后，对电路进行了深入的学习，最终经过数次实验之后焊接成功了一块标准的电路板作为外围控制电路。

另外，我们自己购置了所需的CMOS摄像头，以及其他很多所需硬件。并深入学习了芯片提供的A/D模块的原理，最终设计出了对摄像头的采集图像的图像处理算法和根据图像识别路径的识别算法。

最后是车体的构造，我们根据自己的规划，在南校工程训练中心利用那里的设备成功对车身进行了设计和改造，并取得良好的效果。以致最终控制学院代表队去参加全国智能车大赛时是借用的我们的车体和我们自己焊接的电路板。此足以证明我们设计的优秀。由于他们提供的电路板和芯片最后都得归还，以致比赛完毕，我们的车体已经被分解。所以我们现在拿不出完整的车体模型，我们表示抱歉。但是，参加全国比赛的山东大学代表一队成员可以证明上述说明。

三:关于参赛的几点说明

1:我们用得车体是借用得03级师哥去年参赛用得车体,但是我们只是借用了车体,因为我们与他们在图像采集上用得完全不同得两种技术,他们采用得是光电对管,我们采用的是CMOS摄像头,因为广电对管看得不是足够远,不利于提前分析赛道情况,我们最终选择了CMOS摄像头,考虑成本问题我们没有选用效果更好得CCB摄像头.

2:我们对硬件的设计,控制学院的同学给予了很大得帮助,但是本着比赛公平性的原则,他们只是给予了理论上得帮助,帮助我们学习了电路构造和汽车控制方面得知识.

3:我们参加控制学院举办的校级比赛,因为是第一次很多地方不完善,校方提高的给车体提供动力得电池数量不足,而我们是最后报名,所以排在了后面(他们是报名顺序参加比赛),当我们比赛时 ,基本上所有电池都已经电量不足,所以导致我们得车子没有发挥到最好,但是最后也是拿到了三等奖.