智能车制作历程及总结

第一篇：智能车制作历程及总结

智能车制作历程

任何时候做任何事情都需要清醒的头脑和恰当的时间，正因为今天校赛刚刚结束现在头脑很清醒，感触是最多的时候，我想现在写下这篇文章应该是最好的。

回首刚去年十月之前，我还是一个一无所知的莽撞的刚步入大三对未来迷茫的小子。因为我所读的专业开了单片机这门专业课，而恰好我班上有几个同学又进入了蓝博芯科实验室，在课余我也买了一块51单片机开发板看着视频自学着，刚开始学习单片机的时候感觉好吃力，因为什么东西都是从零开始，但是由于视频上是手把手教学，所以勉强还是懂的一些。接触起来发现电子挺不可思议的，高科技，很绚丽也很实用。毕竟是自学，而且还是在寝室没有什么计划，所以学一阵子忘一阵子。

后来到了大三上学期也就是十月份的时候，志鹏告诉我实验室要招新成员了。那个时候我对自己不是很自信，认为自己学到的东西不多没有实力，可能通不过面试，但是眼看着志鹏他们这么的有激情在实验室不停歇的动手做一些很有意思的事情。考虑到我对电子还是很感兴趣的，也希望能跟着高手们学习一点技术。就这样我去面试了，做好了充足的准备，端正我自己的态度后，我到实验室来，第一次看到了传说中的何松。当时就很震惊，和我想象的何松差别好大。感觉他很平易近人，第一次就可以从他的身上看到了一个青年应有的热情和自信，还有对学习的渴望。还记得面试的时候我一个劲的跟几个面试的学长诉说了我对实验室的向往，对电子的热情，以及我个人的态度。

感谢松哥对我的信任，将我招入实验室。没有想到就进入实验室成为了我大学的一个转折点，我清楚的记得十月份刚进入实验室的时候，我整个人就像发了疯似得。入魔般的一头就扎进了单片机里面，全身心的就投入了实验室，就好像我在这个实验室呆了很久似得，每天都会过来实验室，早起晚归学习单片机，学习制作PCB板，而且这个习惯就维持到了现在。有的时候晚上做梦都会梦到自己程序上的问题，这些个时候就是我最最充实的时候，因为我感觉我每天都会学到很多东西都会有突破，而且每天还会遇到很多问题，一个阶段一个阶段这样循环下去发现自己有了很大的进步。

进入十一月份的时候，也就是我转变最大的时候了。那是一次上课杨大勇老师邀请松哥到我们教室演讲，像我们介绍他自己制作的激光光电智能车，那是他参加华南赛区获得三等奖的作品。看着他津津有味地向我们介绍小车的时候，我就在想，要是我能做出自己的小车那该多好啊。

后来我找到松哥向他了解了下制作智能车需要具备什么条件，他告诉我说一切从零开始，仅仅需要些单片机基本功。于是我就下定了决心，决心要去参加比赛了。那个时候王志鹏他们已经组了一个队。我没有队友，就想着实验室其他的人是否想做小车，刚好唐丽君也想做车子，但是还是缺一个人。没办法了，先就两个人组成一个队伍先。我把51单片机各部分都用了一遍之后，就制作了几个小模块。算是我的处女作吧，还记得那是一个温度报警器，现在想想真是太简单了，不觉自己都会傻傻的笑话那个时候的我。

到那个时候我开始有些许的迷茫，做小车不知道先从哪里下手。松哥跟我说是时候开始可以买一个更高级的单片机了。正好那个时候我的第三个队友出现了，他是肖甲。于是我信心希望有大增。我们一起出钱买了一个16位的飞思卡尔单片机—MC9S12XS128，还有一大包的元器件，电阻电容都一大堆。由于我的进度是我们三个人里面最快的，在我学完51单片机后，我开始学习Altium Designer09 PCB画板，但是当我学会画板的时候其他的两个队友还在学习51单片机。但是时间也就不等人。那个时候到了期末，也就是12月份了，我们都开始了复习，他们在实验室的时间明显少了，唐丽君有点时候一个星期都不来一次，只有我和肖甲还在为小车奋斗着。在临近期末的时候，我还做了一块主板出来，寒假还带回家了。

寒假在家没怎么学习，寒假结束之后，回到学校。整个人的奋斗精神有来了，开始不停歇的制作电路，电源。

但是这个时候，实验室唐丽君是基本上看不到人了。有一天肖甲对我说他要去考研了，也就是不能做项目了。烙下这么一句话，就把电脑搬走了。虽然他们都走了，我还是告诉我自己，做小车这是我的决定，即使我一个人我也要坚持下去。但是每当看着志鹏和林勇他们那样可以三个人在一起讨论的时候，我的内心偶尔会感觉到一丝凉意，但就是这凉意迫使我更有动力，因为我感觉到了压力。每当松哥看到我的时候他都会很鼓励我，他当时也遇到过同样的事情，室友都走了，但是他很幸运，最后去了信工学院又组了一个队伍。他告诉我一个人照样能够做成功。

大概是三月份的时候吧，我和志鹏还有志鹏的队友吴成三个人帮张宇老师接了一个项目—机车冲动检测。原本想这个项目会很快完成，没有想到这个项目会持续到现在。于是我们就一边做这老师的项目，一边做这智能车项目。特别是三四月份的时候，那段时间好累，我们基本上是不去上课了，而且老是通宵。四月份我的摄像头的图像出来了，这也就意味着我突破了摄像头的瓶颈了，那时候基本上是连续通宵了几个晚上，后来发现这样不行，太累了。一个人要做硬件，要做机械，要做软件。想想都觉得自己太不容易了，而且在五楼的时候场地还这么小。没想到的是我一个人做的小车是第一个跑起来的，也是到目前跑得最好的一个。

其实最重要的日子就是3中旬到4月底，也就是我真正没有花太多时间在硬件和机械的时候，真正花时间在程序上的时间应该就只有一个月左右。最难调的就是舵机了，现在感慨万千只要舵机策略调好了，速度就随便往上加了。

当我的车子第一次在一个小赛道上跑起来的时候，那感觉太兴奋了，跑完第一圈的时候我狠狠的向胸口挥了一拳，还咆哮了一两声。我又突破了。

当跑完一圈的时候，接下来就优化再优化了，不断的进行调试各种参数了，PID调节速度,PD调节舵机。当调节的差不多的时候，就看着自己的小车稳当的以比较快的速度冲过各种弯道，直道。这个时候就有一种很幸福的感觉，自己的努力终于让车子跑了起来。

今天的比赛，我看到了差距，看到了自己的不足。

首先：机械太粗糙了，摄像头装的不稳，太高了，也不能装到电机上面，底盘也最好不要固定，减震系统不能去掉否则会车子跑起来会斗动。摄像头也不要架太高。齿轮一定要啮合好，不然车子跑起来会有很大的声音，舵机也要装稳，中心要对称，否则对过不同的弯道可能会有很大的影响。

其次：电路就是主板的问题，主板一定要做好。首先是布线的问题，布线电源线要粗，信号线要短。不同的模块之间应该给不同的芯片供电，即使是两个模块之间要用相同的电压，也要用两个芯片各自供电，这样就可以避免一路短路烧坏全部电路了。尽量做到互不干扰。

再者：程序问题也就是关键的问题了。写程序需要很细心，需要分模块。

最后：策略问题，我个人感觉是小车的灵魂了，好的策略在舵机上是展现的淋漓尽致，摄像头的前瞻取多少，怎么用数据，怎么控制舵机的打角。做哪个车都是尽量内切，内切的话才能跑得更快。电机照样需要策略，怎么快速的加速，快速的加速。不同的弯道可能需要不同的刹车。这就是要看PID,和PD的控制策略了。总之摄像头的策略问题就在数图像数据的使用问题了，怎么使用这数据就看个人的想法了。至于策略问题我个人是没有用好，很粗糙。

总结我自己的不足：1，不够努力，时间不够，一个人要做的事情太多，好想找个同等水平的队友或者比我厉害的高手

2，机械太粗糙，跑得快的队伍的机械都是很好，调的好的机械有几个标准。电机跑的时候应该是没有声音的，有声音说明此轮啮合的不好；跑的时候摄像头是不会摇晃的，如果摇晃了说明安装的不够好，防装措施要做好，摄像头固定支架不要自己粗糙的做，到网上买最好的，或者自己CAD出图

3，赛道太粗糙，做赛道的时候应该多做直道，50CM（22.5—72.5）一定要有两三个，小S也要有。就是要快速跑，不能太多弯道了，否则到以后好难加速。

4，程序不够优化

5，策略粗糙，数据不好用

6, 电路电源做的不够好，虽然可以用但是存在隐患

心得：制作智能车需要一个团队三个人共同努力才能完成，强烈建议专门一个人负责机械和硬件，不要小看硬件，能将硬件做到很好的队伍没几个更不要小看机械，机械调好了，车子就能跑得很稳很快，机械和硬件是车子的基础，有时候基础没有做好其他的策略都是白费劲。程序建议要两个人共同来完成，不能一个人专门写程序，这样的话很可能个人的思想是相当有局限的，程序里面出现的问题自己一个人往往容易忽略，不能很好的发现问题，多一个人讨论，很多问题都会迎刃而解。我多么的希望实验室有这样一支队伍，志同道合的三个人，为小车为梦想一直奋斗下去，中途不管遇到什么困难都坚持下去，都义无反顾的去付出，但是这是很难达到的，人与人的差距太大了。一个人是找不到人与人相互依赖的感觉，没有相互信任的感觉。这样太孤单太累了。但是我就看到了这样的一支队伍，他们就是摄像头校赛的第一名，那是一支我最羡慕的队伍，他们从一而终，半个月前和我一样的速度，半个月后比我快多了，这半个月车子像从新做了一样从机械到策略，都接近完美。

2012-06-09

第二篇：智能车编程总结

智能车编程总结

智能车核心是飞思卡尔xs128芯片，尽可能利用单片机里的硬件资源是程序的核心。程序理应要有漂亮的算法，但由于智能车任务不复杂，合理管理和配置硬件资源才是最重要的。 编程步骤（关键找到程序框架）

I.程序第一步：通过配置寄存器来编写单片机资源的底层程序。

A.配置总线时钟频率（通过锁相环电路）

B.配置输出PWM（脉宽调制波）功能（占空比）

C.配置定时中断功能（PIT定时中断）

D.配置输入捕捉功能（脉冲累加器）

E.配置基本输入输出端口的电平

II.程序第二步：利用底层程序编写各种其他硬件的驱动程序

A.驱动电机、舵机（通过PWM波）

B.驱动传感器发射和接收（通过IO端口和PWM波）。

C.驱动码盘测速装置并接收。（通过输入捕捉功能）。

III.程序第三步：连接各种硬件，顺序完成巡线任务。

IV.程序第四位：利用控制思想，不断调试和优化程序。

 编程思想（程序关键要清楚）

I.尽量使各种功能都封装成函数。

II.程序分层次，不同层次尽量写在不同文档中（函数层层调用）。

III.主函数中简单明了，思路、层次分明。

IV.各种工具函数同一管理。（延时，绝对值，取最大最小值等）

V.重点参数使用全局变量方便调试。

 控制方法：使用PID控制方法（关键在调试）

I.电机调试PID

（以预设速度与实际检测的速度的差值为偏差值error）

II.摇头舵机PID

（以传感器偏离中心距离为偏差值error）

III.转向舵机PID

（以摇头舵机偏离中心的角度为偏差值error）

其他一些都是根据实际情况的一些细节处理，比如过十字交叉线，出道检测，起点检测等。

第三篇：智能车制作2013-2014课程期末考核安排

智能车制作课程期末考核安排

为扩大我校理工科类学生对全国大学生“飞思卡尔”杯智能汽车竞赛的参与度，南昌大学教务处从2012年上半年起开设了《智能车制作（理论）》的II类通识课，相继增设了《智能车制作（实践）》等课程，为对智能车制作感兴趣的同学提供基础性的专业知识培训。由于选修本课程的同学来自不同的学院不同的专业，以下列出了5种考核方式，请根据自身情况选择其中1种进行解答，并以相应的形式完成考核；

考核提交时间为12月12日或12月19日，由本人到智能车竞赛基地信工楼C114，开放时间14:00~16:00，后续所有通知请关注智能车制作2013-2014QQ群（170335720）。如有疑问，请在QQ群里发言讨论，每周上课时间开设现场答疑（上课地点已改为信工楼C114）。

一、部分同学选修本课程的同时在智能车队实验室学习，已开始动手制作智能小车，这

些同学在课程结束时需将智能车制作的进度做个简单汇报。汇报形式：word文档、PPT，或者小车实物现场演示及简短的答辩。

二、用51单片机完成以下课题的设计：

 可调数字显示时钟；

 秒表；

 简易计算器；

 音乐彩灯；  红外或蓝牙遥控小车；  模拟交通灯（LED+数码管倒计时）；  自制16*16点阵显示屏，显示学院、姓名、班级、学号等个人信息；

自选其中1个课题，完成实物作品者成绩优秀，如未能完成实物作品的制作，请提交一篇规范的技术文档；

注：电子元器件请自行选购，智能车队可提供相应的制作指导和实验条件。

三、电气信息和机电相关专业的同学，可以从智能小车的机械构造及装配、电路设计及

制作、单片机编程、传感器运用、控制算法等方面进行分析，并整理相关技术文档。

四、其他专业的同学，推荐以各自专业角度看智能车，从不同的视角去解读现实生活中

科学家正在研究的智能无人驾驶汽车，并针对某个细节写一篇的学习报告。

五、回顾本课程所讲内容（包括智能车基本认识、硬件电路设计及PCB板制作、单片

机原理与应用、数字时钟的设计与实现、传感器用法、智能车系统调试、控制算法等），请针对其中某个小节进行具体分析，对课程学习过程的收获进行简要的整理，并提交相应的学习报告。

考核内容提交方式说明：

学习报告务必原创，内容中必须有自己的见解，态度不端正者将严肃处理，注意文档格式及排版规范，要求纸质版打印并提交电子档；

实物作品需现场演示并做简要讲解，并相关设计文件、仿真、作品演示视频等资料，顺利通过者成绩优秀。

第四篇：智能车的传感器知识总结

智能车的检测元件

智能车系统主要表现为由一系列的硬件组成，包括组成车体的底盘、轮胎、舵机装置、马达装置、道路检测装置、测速装置和控制电路板等。本文主要总结智能车设计中使用到的传感器（包括光电式传感器、图像传感器和测速传感器等）。

传感器由敏感元件和转换元件组成。敏感元件能够随着被测量的变化而引起某种易被测量的信号的变化，而转换元件则将敏感元件感受或响应的被测量转换成适于传输或测量的电信号部分，具体的电量形式取决于敏感元件的原理。除此之外，由于转换元件的输出信号一般都很微弱，为方便传输、转换、处理及显示，通常有信号调理转换电路、辅助电路等，将转换元件输出的电信号进行放大或运算调制。因此，传感器的组成通常包括敏感元件、转换元件、信号调理转换电路和辅助电路，如图1所示。随着半导体器件与集成技术的发展，传感器的信号调理转换电路与敏感元件、转换元件等一起集成在同一芯片上，安装在传感器的壳体里。

图1 智能汽车设计中涉及到的传感器主要有三种：光电式传感器、图像传感器和测速传感器。

一、光电式传感器

光电式传感器是利用光电器件把光信号转换成电信号的装置。光电式传感器工作时，先将被测量转换为光量的变化，然后通过光电器件再把光量的变化转换为相应的电量变化，从而实现非电量的测量。光电式传感器的核心（敏感元件）是光电器件，光电器件的基础是光电效应。

光电式传感器的结构简单，响应速度快，可靠性较高，能实现参数的非接触测量，因此广泛地应用于各种工业自动化仪表中。光电式传感器可用来测量光学量或测量已先行转换为光学量的其他被测量，然后输出一定形式的电信号。在测量光学量时，光电器件是作为敏感元件使用；而测量其他物理量时，它是作为转换元件使用。光电式传感器由光路及电路两大部分组成，光路部分实现被测量信号对光量的控制和调制，电路部分完成从光信号到电信号的转换。图2(a)所示为测量光量时的组成框图，图2(b)所示为测量其他物理量时的组成框图。

图2

二、图像传感器

图像传感器在智能车设计中非常常见。智能车路径识别模块中的摄像头的重要组成部分就是图像传感器。图像传感器又称为成像器件或摄像器件，可实现可见光、紫外线、X射线、近红外光等的探测，是现代视觉信息获取的一种基础器件。因其能实现信息的获取、转换和视觉功能的扩展（光谱拓宽、灵敏度范围扩大），能给出直观、真实、多层次、多内容的可视图像信息，图像传感器在现代科学技术中得到越来越广泛的应用。

1．CCD图像传感器

CCD图像传感器从结构上可以分为两类：一类是用于获取线图像的，称为线阵CCD；另一类是用于获取面图像的，称为面阵CCD。

（1）线阵CCD图像传感器

对于线阵CCD，它可以直接接收一维光信息，而不能直接将二维图像转换为一维的电信号输出，为了得到整个二维图像的输出，就必须用行扫描的方法来实现。

（2）面阵CCD图像传感器

面阵CCD图像传感器的感光单元呈二维矩阵排列，能检测二维平面图像。由于传输与读出方式不同，面阵图像传感器有许多类型，常见的传输方式有行传输、帧传输和行间传输三种。

3．摄像头的工作原理

摄像头以隔行扫描的方式采样图像，当扫描到某点时，就通过图像传感芯片将该点处图像的灰度转换成与灰度对应的电压值，然后将此电压值通过视频信号端输出。具体而言（参见图3），摄像头连续地扫描图像上的一行，就输出一段连续的视频信号，该电压信号的高低起伏正反映了该行图像的灰度变化情况。当扫描完一行，视频信号端就输出一个低于最低视频信号电压的电平（如0.3 V），并保持一段时间。这样相当于紧接着每行图像对应的电压信号之后会有一个电压“凹槽”，此“凹槽”叫做行同步脉冲，它是扫描换行的标志。然后扫描新的一行，如此下去，直到扫描完该场的信号，接着会出现一段场消隐信号。其中有若干个复合消隐脉冲（简称消隐脉冲），在这些消隐脉冲中，有一个消隐脉冲远宽于其他的消隐脉冲（即该消隐脉冲的持续时间远长于其他的消隐脉冲的持续时间），该消隐脉冲又称为场同步脉冲，标志着新的一场的到来。摄像头每秒扫描25帧图像，每帧又分奇、偶两场，故每秒扫描50场图像。

图3

三、测速传感器 在智能汽车设计中，测速传感器的设计主要有两种方案：霍尔传感器和光电式脉冲编码器。

1．霍尔传感器

霍尔传感器是基于霍尔效应原理，将电流、磁场、位移、压力、压差转速等被测量转换成电动势输出的一种传感器。虽然转换率低、温度影响大、要求转换精度较高时必须进行温度补偿，但霍尔传感器具有结构简单、体积小、坚固、频率响应宽（从直流到微波）、动态范围（输出电动势的变化）大、无触点、寿命长、可靠性高，以及易于微型化和集成电路化等优点。

霍尔式转速传感器的结构，图4是三种不同结构的霍尔式转速传感器。转盘的输入轴与被测转轴相连，当被测转轴转动时，转盘随之转动，固定在转盘附近的霍尔传感器便可在每一个小磁铁通过时产生一个相应的脉冲，检测出单位时间的脉冲数，便可知被测转速。根据磁性转盘上小磁铁数目多少，就可以确定传感器测量转速的分辨率。

图4 2．光电式脉冲编码器

光电式脉冲编码器可将机械位移、转角或速度变化转换成电脉冲输出，是精密数控采用的检测传感器。光电编码器的最大特点是非接触式，此外还具有精度高、响应快、可靠性高等特点。

光电编码器采用光电方法，将转角和位移转换为各种代码形式的数字脉冲，如图5所示光电

式脉冲编码器，在发光元件和光电接收元件中间，有一个直接装在旋转轴上的具有相当数量的透光扇形区的编码盘，在光源经光学系统形成一束平行光投在透光和不透光区的码盘上时，转动码盘，在码盘的另一侧就形成光脉冲，脉冲光照射在光电元件上就产生与之对应的电脉冲信号。

图5

第五篇：飞思卡尔智能车总结

关于飞思卡尔智能车寻迹

飞思卡尔智能车竞赛是飞思卡尔公司赞助的由全国本科院校共同参与的一项大学生科技竞赛。今年安徽省作为第一届省级赛区，很荣幸我们专科院校也有机会共同参与。因为专业知识的匹配我们系在我们专业选拔了一些同学，我很高兴能和我的队员们并肩作战。由于我们学校是第一参加一点经验都没有，指导老师也是和我们一步步探索。我们这次使用B型车做的是光电寻迹。根据需要老师把这次任务划分为几个模块（寻迹模块、电源模块、驱动模块、测速模块）我的任务是做好寻迹模块。刚开始对于黑白寻迹，我唯一的感觉就是“神奇”。后来查阅资料，通过老师的讲解，知道了它的寻迹原理。所谓的寻迹就是根据黑白颜色的反光程度不一样（白色全部反射，黑色全部吸收），来判别黑白线。

对于我们来说没有学过传感器的知识，在这方面还是有点含糊，所以自己专门花了一段时间来学习传感器，通过自己的学习懂得了传感器在电路中的作用。之后的一段时间就是对材料的选取，市场上的光电管品类繁多，每个学校用的也不一样，我们要的是一款适合自己车的光电管，刚开始我在网上找了一些电路图，并在南京买进了一些光电管，焊接好电路候发现跟本没有达到自己想要的那种结果，之前一直以为是光电管的原因，后来又把光电发射与接受一体管改上去还是不行。那段时间一直耗在那个电路上停滞不前，一直想不通是什么原因。也许是灵感的，也许是出于好玩我改变了和接收管串联的电阻阻值（把

原

来的10K

改

为

100K）得到了意想不到的效果——在不加套管的情况下接收距离提高到了十几厘米。但是对于这样的结果还是有些不理想因为为防止光电管之间互相的影响每个光电管得加上套管，在这种情况下我们买的光电管达不到要求。通过上网查询，翻阅资料，和一次次的实验我们最后选用了合肥一家的光电管（型号）。在这里我想说的是别人的经验可以做参考但是不一定能做为自己的，就像我前面选择光电管的电路图，那也许对有些场合适用。作为探索阶段一步步的实验永远是最关键的。

选好光电管之后就是焊接电路，通过借鉴其他学校的经验，我们的初定方案是用14对光电管。由于条件的限制我们采用的是普通的面包板焊接电路，普通的板子最大的缺点就是长度和宽度不够，而且布局也不自由，通过决定我们用两块板子拼接在一起，多用外接电路线来搭接电路。因为我们学校提倡的是动手能力，焊接这样普通的板子我们每个同学都能很好的完成，唯一的区别就是走线比较多那就要看每个人设计和审美观。

把板子焊好后我制作的硬件就告一段落。