飞思卡尔杯全国大学生智能车竞赛

第一篇：飞思卡尔杯全国大学生智能车竞赛

飞思卡尔杯全国大学生智能车竞赛

全国大学生“飞思卡尔”杯智能汽车竞赛起源于韩国，是韩国汉阳大学汽车控制实验室在飞思卡尔半导体公司资助下举办的以HCS12单片机为核心的大学生课外科技竞赛。组委会提供一个标准的汽车模型、直流电机和可充电式电池，参赛队伍要制作一个能够自主识别路径的智能车，在专门设计的跑道上自动识别道路行驶，最快跑完全程而没有冲出跑道并且技术报告评分较高为获胜者。其设计内容涵盖了控制、模式识别、传感技术、汽车电子、电气、计算机、机械、能源等多个学科的知识，对学生的知识融合和实践动手能力的培养，具有良好的推动作用。

中文名

飞思卡尔杯全国大学生智能车竞赛

起 源

韩国

核 心

HCS12单片机

针对对象

在校大学生

简介

为加强大学生实践、创新能力和团队精神的培养，促进高等教育教学改革，受教育部高等教育司委托(教高司函[2005]201号文，附件1)，由教育部高等学校自动化专业教学指导分委员会（以下简称自动化分教指委）主办全国大学生智能汽车竞赛。该竞赛是以智能汽车为研究对象的创意性科技竞赛，是面向全国大学生的一种具有探索性工程实践活动，是教育部倡导的大学生科技竞赛之一。该竞赛以“立足培养，重在参与，鼓励探索，追求卓越”为指导思想，旨在促进高等学校素质教育，培养大学生的综合知识运用能力、基本工程实践能力和创新意识，激发大学生从事科学研究与探索的兴趣和潜能，倡导理论联系实际、求真务实的学风和团队协作的人文精神，为优秀人才的脱颖而出创造条件。

全国大学生“飞思卡尔”杯智能汽车竞赛由竞赛秘书处设计、规范标准硬软件技术平台，竞赛过程包括理论设计、实际制作、整车调试、现场比赛等环节，要求学生组成团队，协同工作，初步体会一个工程性的研究开发项目从设计到实现的全过程。该竞赛融科学性、趣味性和观赏性为一体，是以迅猛发展、前景广阔的汽车电子为背景，涵盖自动控制、模式识别、传感技术、电子、电气、计算机、机械与汽车等多学科专业的创意性比赛。该竞赛规则透明，评价标准客观，坚持公开、公平、公正的原则，力求向健康、普及、持续的方向发展。

该竞赛以飞思卡尔半导体公司为协办方，得到了教育部相关领导、飞思卡尔公司领导与各高校师生的高度评价，已发展成全国30个省市自治区近300所高校广泛参与的全国大学生智能汽车竞赛。2008年起被教育部批准列入国家教学质量与教学改革工程资助项目中科技人文竞赛之一（教高函[2007]30号文）。

全国大学生智能汽车竞赛原则上由全国有自动化专业的高等学校（包括港、澳地区的高校）参赛。竞赛首先在各个分赛区进行报名、预赛，各分赛区的优胜队将参加全国总决赛。每届比赛根据参赛队伍和队员情况，分别设立光电组、摄像头组、电磁组、创意组等多个赛题组别。每个学校可以根据竞赛规则选报不同组别的参赛队伍。全国大学生智能汽车竞赛组织运行模式贯彻“政府倡导、专家主办、学生主体、社会参与”的16字方针，充分调动各方面参与的积极性。

全国大学生智能汽车竞赛一般在每年的10月份公布次年竞赛的题目和组织方式，并开始接受报名，次年的3月份进行相关技术培训，7月份进行分赛区竞赛，8月份进行全国总决赛。

全国大学生“飞思卡尔”杯智能汽车竞赛是在规定的模型汽车平台上，使用飞思卡尔半导体公司的8位、16位微控制器作为核心控制模块，通过增加道路传感器、电机驱动电路以及编写相应软件，制作一个能够自主识别道路的模型汽车，按照规定路线行进，以完成时间最短者为优胜。因而该竞赛是涵盖了控制、模式识别、传感技术、电子、电气、计算机、机械等多个学科的比赛。

“飞思卡尔”杯智能汽车竞赛以飞思卡尔半导体公司为协办方，自2006年首届举办以来，成功举办了九届，得到了教育部吴启迪副部长、张尧学司长及理工处领导、飞思卡尔公司领导与各高校师生的高度评价，已发展成全国30个省市自治区200余所高校广泛参与的全国大学生智能汽车竞赛。2008年第三届被教育部批准列入国家教学质量与教学改革工程资助项目中9个科技人文竞赛之一（教高函[2007]30号文，附件2），2009年第四届被邀申请列入国家教学质量与教学改革工程资助项目。

比赛规则

全国大学生“飞思卡尔”杯智能汽车竞赛参赛选手须使用竞赛秘书处统一指定并负责采购竞赛车模，采用飞思卡尔如下 7 个系列：

（1）32 位 Kinetis(ARM® Cortex™-M0+)，主要包括 Kinetis E, EA, L, M 等 系列；

（2）32 位 Kinetis(ARM® Cortex™-M4)，主要包括 Kinetis K, W 等系列；（3）32 位 MPC56xx 系列；（4）16 位 9S12 系列；（5）32 位 ColdFire 系列；（6）DSC 系列；

（7）8 位单片机系列（可使用 2 片）

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，于指定日期与地点参加各分赛区的场地比赛，在获得决赛资格后，参加全国决赛区的场地比赛。参赛队伍之名次（成绩）由赛车现场成功完成赛道比赛时间为主，技术方案及制作工程质量评分为辅来决定。竞赛秘书处制定如下比赛规则适用于各分赛区预赛以及最终决赛。在实际可操作性基础上力求公正与公平参与。秘书处将邀请独立公证人监督现场赛事及评判过程。

在分赛区、决赛区进行现场比赛规则相同，都分为初赛与决赛两个阶段。

在计算比赛成绩时，分赛区只是通过比赛单圈最短时间进行评比。决赛区比赛时，还需结合技术报告分数综合评定。

初赛与决赛规则

1）初赛规则

比赛场中有两个相同的赛道。

参赛队通过抽签平均分为两组，并以抽签形式决定组内比赛次序。

比赛分为两轮，两组同时在两个赛道上进行比赛，一轮比赛完毕后，两组交换场地，再进行第二轮比赛。

在每轮比赛中，每辆赛车在赛道上连续跑两圈，以计时起始线为计时点，以用时短的一圈计单轮成绩；每辆赛车以在两个单轮成绩中的较好成绩为赛车成绩；计时由电子计时器完成并实时在屏幕显示。

从两组比赛队中，选取成绩最好的25支队晋级决赛。

技术评判组将对全部晋级的赛车进行现场技术检查，如有违反器材限制规定的（指本规则之第一条）当时取消决赛资格，由后备首名晋级代替；

由裁判组申报组委会执委会批准公布决赛名单。初赛结束后，车模放置在规定区域，由组委会暂时保管。2）决赛规则

参加决赛队伍按照预赛成绩进行排序，比赛顺序从第25名开始至第1名结束。比赛场地使用一个赛道，决赛赛道与预赛赛道形状不同，占地面积会增大。每支决赛队伍只有一次比赛机会，在跑道上跑两圈，以计时起始线为计时点，以最快单圈时间计算最终成绩；计时由电子计时器完成并实时在屏幕显示。

预赛成绩不记入决赛成绩，只决定决赛比赛顺序。

比赛过程规则

按照比赛顺序，裁判员指挥参赛队伍顺序进入场地比赛。同一时刻，一个场地上只有一支队伍进行比赛。

在裁判员点名后，每队指定一名队员持赛车进入比赛场地，将赛车放置在赛道出发区。裁判员宣布比赛开始后，赛车应在30秒之内离开出发区，沿着环形赛道黑色引导线连续跑两圈，由计时起始线两边传感器进行自动计时。跑完后，选手拿起赛车离开场地。

如果比赛完成，由计算机评分系统自动给出单圈最好成绩。

比赛犯规与失败规则

比赛过程中，如果赛车碰到赛道两边的立柱并使之倾倒或移动，裁判员将判为赛车冲出跑道。赛车前两次冲出跑道时，由裁判员取出赛车交给比赛队员，立即在起跑区重新开始比赛，该圈成绩取消。选手也可以在赛车冲出跑道后放弃比赛。比赛过程中如果出现有如下一种情况，判为比赛失败：

裁判点名后，1分钟30秒之内，参赛队没有能够进入比赛场地并做好比赛准备； 比赛开始后，赛车在30秒之内没有离开出发区； 赛车在离开出发区之后2分钟之内没有跑完两圈； 赛车冲出跑道的次数超过两次；

比赛开始后未经裁判允许，选手接触赛车； 决赛前，赛车没有通过技术检验。如果比赛失败，则不计成绩。比赛成绩规则

在各分赛区进行预赛时，比赛成绩由赛车单圈最快时间决定。

在决赛区进行比赛时，比赛成绩由赛车单圈最快时间以及队伍技术报告成绩综合决定。技术报告评分办法：

1）组委会收到参加决赛队技术报告后将匿去参赛学校名字、参赛队员名字等所有可识别参赛队伍的信息交技术评判组。

2）技术评判组就控制方案创新、S12芯片资源合理充分利用、机械结构设计方案等对技术报告进行评审，并在决赛前公布得分。报告评分范围0-10，具体的评定标准将在2007年6月30日之前给出。

决赛区比赛最终成绩计算由下面公式给出： 比赛最终成绩(秒)= Ts *(1-0.01R)式中Ts为赛车最快单圈时间（秒）；R为技术报告评分（分值范围0-10）。例：如果赛车在比赛中Ts=35秒, R=5,则最终成绩为

35*(1-0.01*5)= 33.25秒

鉴于决赛开始前各队之技术报告评分(R)巳经公布并输入到计分系统，每队赛车完成赛道后系统将即时显示出其最快单圈时间，系统将即刻显示出以上述公式计算出的比赛最终成绩及到此刻为止时之临时排名。全部决赛队完成赛道比赛后系统即会显示排名次序与成绩，但须再经裁判组复核后申报组委会执委会批准公布。

比赛禁止事项

不允许在赛道周围安装辅助照明设备及其它辅助传感器等；

选手进入赛场后，除了可以更换电池之外，不允许进行任何硬件和软件的修改； 比赛场地内，除了裁判与1名队员之外，不允许任何其他人员进入场地； 不允许其它影响赛车运动的行为。

承办学校及全国总决赛特等奖学校

第一届（2006年）：承办：清华大学 特等奖：清华大学

第二届（2007年）：承办：上海交通大学 特等奖：上海交通大学

第三届（2008年）：承办：东北大学 摄像头组冠、亚、季军：东北大学、北京科技大学、上海交通大学 光电组冠、亚、季军：武汉科技大学、北京科技大学、东北大学 第四届（2009年）：承办：北京科技大学

摄像头组冠、亚、季军：北京科技大学、上海交通大学、上海大学 光电组冠、亚、季军：北京科技大学、清华大学、杭州电子科技大学 第五届（2010年）：承办：杭州电子科技大学

摄像头组冠、亚、季军：北京科技大学、杭州电子科技大学信息工程学院、南京师范大学

光电组冠、亚、季军：杭州电子科技大学、杭州电子科技大学信息工程学院、乐山师范学院

电磁组冠、亚、季军：广东技术师范学院、清华大学、杭州电子科技大学 第六届（2011年）：承办：西北工业大学

摄像头组冠、亚、季军：湖南大学、北京科技大学、山东大学 光电组冠、亚、季军：西北工业大学、电子科技大学、乐山师范学院 电磁组冠、亚、季军：杭州电子科技大学、北京科技大学、西北工业大学 第七届（2012年）：承办：南京师范大学

摄像头组冠、亚、季军：北京科技大学、常熟理工学院、电子科技大学 光电组冠、亚、季军：北京科技大学、山东大学、乐山师范学院 电磁组冠、亚、季军：中南民族大学、浙江大学、华中科技大学 第八届（2013年）：承办：哈尔滨工业大学

摄像头组冠、亚、季军：北京科技大学、武汉科技大学、西安交通大学 光电组冠、亚、季军：北京科技大学、厦门大学、厦门大学嘉庚学院 电磁组冠、亚、季军：电子科技大学、北京科技大学、东北大学秦皇岛分校 第九届（2014年）：承办：电子科技大学

摄像头组冠、亚、季军：南京师范大学、北京科技大学、电子科技大学 光电组冠、亚、季军：北京科技大学、中南民族大学、华中科技大学 电磁组冠、亚、季军：北京科技大学、浙江大学、电子科技大学 第十届（2015年）：承办：山东大学

摄像头组冠、亚、季军：厦门大学、北京科技大学、山东大学 光电组冠、亚、季军：重庆大学、中南大学、北京科技大学 电磁组冠、亚、季军：北京科技大学、天津大学、中南民族大学 第十一届（2016年）：承办：中南大学 摄像头组冠、亚、季军：尚未比赛 光电组冠、亚、季军：尚未比赛 电磁组冠、亚、季军：尚未比赛

第二篇：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。

第三篇：飞思卡尔杯智能车志愿者社会实践报告

第六届全国大学生“飞思卡尔”杯智能车竞赛全国总决赛志愿者心得体会

院系：专业：

班级：

姓名：

单位：

时间：2011.7.6-2011.7.92011.8.10-2011.8.21共13天

一、实践目的如今，大学生通过利用课余时间或假期积极参加社会实践，实习体味生活已经成为一股热潮，许多学校也积极鼓励大学生多接触社会、了解社会，一方面可以把学到的理论知识应用到实践中去，提高各方面能力；另一方面可以积累工作与社会经验，对日后的就业大有裨益。因此，在2011年暑假，我参加了第六届全国大学生“飞思卡尔”杯智能车竞赛全国总决赛的志愿者工作。

二、实践内容

8月17日至20日，第六届全国大学生“飞思卡尔”杯智能车竞赛全国总决赛在西北工业大学长安校区举办。作为西工大的一名学子，很荣幸的成为了比赛期间的一名志愿者，与众多同学一起参与了比赛的筹备与服务工作。

7月6日，我们开始了全面的赛会志愿者工作。我参加的技术组，被称之为“骨干组”，在开全体志愿者动员大会的时候，老师亲切的解释为：骨干组，就是鼓足干劲使劲干。充分了解了我们所执行的工作之后，使我们认识到技术组工作的重要性，也极大地激励了我们努力工作，认真完成的决心。

阶段一：赛道制作

7月7日，我们的工作正式开始，我被分配到大弯组。一块空白的KT板，在我们手中如何变成180度甚至更弯的正规赛道？这样的问题也深深缠绕着我们。在学长们的指导，手把手的教导之下，我们渐渐掌握了要领，分工合作，画线的画线，裁板的裁板，终于做出了第一块成品。

我们组共有五位成员，都来自学院，分工之后，其中三位负责画跑道，我接受的任务是裁跑道。在一次次胆战心惊的尝试之后，我的手法逐渐娴熟起来，时间越来越短，但质量却绝不打折扣。7月8日9日两天，我们完成着同一件事情，但并不失去兴趣，组员间渐渐磨合，逐渐默契起来，共同快乐完成着工作。8月10日再次到来，开始由原来的180度跑道的制作转向更弯，更难，更有挑战的各种度数的跑道的制作。而后更加涉及到决赛跑道的制作，让我们深感责任重大。

阶段二：赛道拼接

在跑到制作工作结束之后，8月15日我们小组开始调试跑道的拼接。规定数量的直道和各种度数的弯道，要拼接成一个有着上下两层合格的跑道，是一件很富有挑战性的工作。我们接受了电磁组跑道的制作，五个人和一位被安排教导我们的同学一起，从30、60度小

弯的拼接开始，一个小回环。一个对不上的直道让我们焦头烂额，后来学长提醒直道长度不够才一语点醒我们。跑道粘贴，分割，接着是下面一层的制作，制作这层的方法和上层截然不同，好让我们困惑。之后是中间埋线区域的处理，两位组员一力承担下来，让我们好感动。之后跑道的标记，我们一起在背面写下了“工大威武”的字样。阶段三：礼仪接待

8月17日各个学校的参赛队伍陆续抵达，比赛渐渐进入倒计时。重新分派任务后，我承担了大赛礼仪组的工作。8月19日开幕式，我们负责引导领导入场和离场，之间的时间在旁边负责茶水，鲜艳的衣服为开幕式徒增亮色。20日闭幕式上，礼仪组承担颁奖工作，看到重重的玻璃奖杯之后，我们的心不由得悬了起来，甚至要一个人拿两块。但之后我们出色圆满的完成了工作，在欢送领导离场的时候，我们受到了领导们的肯定和赞许。

三、收获与感想

在成功结束了志愿者的工作后，仔细总结，我收获良多。一张工作证明，一件志愿者服装，我们时时代表着西北工业大学，我们的工作质量关系着大赛的公平公开，关系着西北工业大学在全国各所大学的声誉。志愿者是一个很让人敬佩的称号，这要求我们所做的必须处处衬得起这个称号。在13天的志愿者工作中，我发现了许多在实践中存在的不足与缺少的经验。我们需要充分认识自己，避免眼高手低，增加实际动手能力，做适合自己的工作。在赛道制

作的时候我曾经尝试着画跑道，但效果却并不理想。我们需要将知识合理的运用到实践当中。在赛道制作的时候，我们要通过计算和摸索，找出最节省的一个方案。我们需要的不光是扎实的理论知识，还需要很强的与人沟通能力。在所经历的两个组别当中，一组是我之外全部男生，一组是全部女生，沟通技巧，谈论话题等等都是不同的，这要求我们理解这些细微的差别并且运用它。

13天的时间很快结束，我们又即将迎来一个新的学期，相信在这一次社会实践中所得到的收获，会为我的新学期注入无限的新鲜活力。

第四篇：飞思卡尔智能车获奖感言

脚踏实地 艰苦风斗

我有幸能够参加 2011年全国点学生飞思卡尔智能车竞赛，在这次竞赛中我们学到了很多，有专业方面的知识，比如单片机，各类传感器，不同芯片间的通信等等，也学会了一些书本上没有的东西，比如团队合作，如何网上购买到好的元器件，如何布局 PCB 板上各个元器件的位置等。

为了这次比赛，学校提前好久就开始准备了。只是我们的课程比较多，平时去实验室的机会不是很多，为此我们也很伤脑筋。终于等到寒假了，我们几个全身心的投入到这次比赛的准备中。每天早上起来买点早餐就直奔实验室，白天动手做下硬件，晚上回到宿舍在就看下理论，联系编程。这样的日子我们一点都没有感觉到累，每天都希望自己会学到更懂得东西，好似饿了许久的动物，得到了食物一般。每天感觉都那么充实，想想大学里前两年学到的东西还没有那个寒假学到的东西多。

寒假里我们把历届的技术报告都看了看，这期间学到不少东西，尤其是对各类元器件的认识及使用。真是受益匪浅。

接下来就是一些以前失败的经验，希望能有所参考。

比赛前在不注重实际赛道和自己练习赛道的区别，赛道一变，以前调试的结果都将无效。所以，谨记一点，一定要吧硬件做好，比赛前一定好好利用好试车时间，多注意自己的赛道和比赛的赛道的区别，注意摩擦程度，光线的亮暗，空气的潮湿程度等。

其次是传感器的安装，这次我们选用的是激光做传感器。这个传感器相比其它传感器有很多优点，比光电的射的远，而且稳定性高，但是激光的很贵，所以提前一定要看好电路图，安装一定要够稳固，不然后期传感器坏起来就头疼了。我们以前有好多关键时刻传感器出问题失败的例子，不胜枚举，经验惨痛。如果安装不好，系统不够稳定，导致在比赛失败，而且平时调试浪费了好多宝贵的调试时间。这一点，谨记，硬件固定一定要牢固。

其次是装配，各个模块间的连接线固定不牢靠。使得导线接触不良，导致小车参赛时好几次冲出跑道（其中一个传感器的输入信号接触不良造成的）。所以千万别忽略细节，各个连接一定要注意稳固。

其次是我们编程能力，一定要狠练习编程能力，定这样可以大大节省时间，提高效率，以前经常有编程不熟练，到这小车出现各种状况都不知道是什么导致的，定时器，计数器的使用不够熟练，浪费了好多时间。

团队间成员不够信任，不能完全信任对。当出现问题时，做硬件的怀疑软件，做软件的怀疑硬件问题。所以队员之间的团结问题一定哟啊解决好，不然只能让人停止不前。

以上是一些经验教训，以下是一些感想。

参与这次飞思卡尔智能车竞赛，是我的荣幸同时我也感觉有很多收获。我感觉最基本的电路知识和模电知识非常重要，控制原理，和单片机知识更是关键，原来好多东西学过了，都只当做书本知识来记，根本没想过如何应用，然而实际工程中真正碰到了才明白原来当初学这东西是这么个作用。比如PID整定，比如模电中三极管的应用和运放的应用，都很有用。

经历了这次飞思卡尔智能车竞赛我觉得经验很重要，许多电路不管简单还是复杂，第一次搭建、调试的时候总是让人相当恼火，但是有过一次经验就好了，以后再碰到类似的情况就熟练得多。有许多小车的问题，比如突然跑偏，或者弯道跑出，都需要一定的经验，在比赛中出现类似的问题都能够及时快速的解决。

在小车运行的过程中，经常会遇到这样那样的情况，就是心里想老着这样的算法可以行得通，但实际接上电，总是实现不了，因此耗费在这上面的时间用去很多。常常会面对一个算法一头雾水无从下手，别急，要有耐心，多想多问。好多问题你没遇到过就根本搞不明白怎么回事，但是一旦懂了，它就变得很简单，从此再也不会找你麻烦。

多动手多试也很重要，不要只对着图纸或者资料上的电路和算法看，好多算法要亲自调试一遍才弄得懂。正所谓实践出真知，怕麻烦是不可取的，多动手多实践，理论与实践相结合，做得多了经验就多了。

在刘沛老师的具体指导下，整个飞思卡尔智能车竞赛有条不紊、循序渐进的进行，无论哪个阶段，我们都有所收获、有所长进。期间我们遇到过挫折，遇到过麻烦，因为某些外因而使创新进程延误过，但我们不畏困难，及时的纠正错误，调整策略，严格保证飞思卡尔智能车竞赛的科学有序进行。整个活动下来，我感触颇深，经历了很多，也学到了好多。

只有竭力全力，才能更接近完美。这次飞思卡尔智能车竞赛，渗透了我们这个团队每一位成员的心血。无论是前期准备，还是后期实施，每个环节我们都竭尽所能，通过各种渠道，利用各路资源，使整个飞思卡尔智能车更加完善。

只有相互协作，才能齐力断金。合理分工，团结一心是提高效率，完成共同目标的关键。在我们的分工协作下，这些不同模块的设计，我们既有合作又有分工，总的来说进行的还是比较顺利。在其中学习到了很多东西，不仅是学习方面的还有做人，人生方面的知识。在这期间的收获让我终生难忘。

只有用心沟通，才能有所收获。热情是敞开心扉的钥匙，真诚是促进沟通的法宝。我们本次飞思卡尔智能车竞赛得到了学校各方面的大力支持，得到了很多认识的不认识的老师全力配合。我们得到的不仅仅是实验室的先进设备还有实验室便利的实验条件，在这里一一向他们表示感谢。没有他们的帮助我们不可能这么顺利的进行我们的飞思卡尔智能车竞赛。

在本次飞思卡尔智能车竞赛中切实让我感受到实践是学生学习知识，运用知识的最好途径。亲身实践也增强了我们认识问题、分析问题、解决问题的能力。谁说年少轻狂的我们经受不住风雨的洗礼？谁说象牙塔里的我们两耳不闻窗外事，一心只读圣贤书？走出校园，踏上社会，我们一定能为自己的未来书写一份满意的答卷。

生活就是这样，汗水预示着结果也见证着收获。劳动是人类生存生活永恒不变的话题。通过这次比赛，我才真正领略到“艰苦奋斗”这一词的真正含义。我想说，这次智能车竞赛苦，但苦中也有乐，在如今单一的理论学习中，很少有机会能有实践的机会，但我们可以，而且设计也是一个团队的任务，一起的工作可以让我们有说有笑，相互帮助，配合默契，多少人间欢乐在这里洒下，大学里一年的相处还赶不上这十来天的合作，我感觉我和同学们之间的距离更加近了；我想说，确实很累，但当我们看到自己所做的成果时，心中也不免产生兴奋；于是我们决定沿着自己的路执着的走下去。同时我认为我们的工作是一个团队的工作，团队需要个人并且个人也离不开团队，因此我们必须发扬团结协作的精神。某个人的离群都可能导致导致整项工作的失败，只有一个人知道原理是远远不够，必须让团队内所有成员都知道，否则一个人的错误就有可能导致整个飞思卡尔智能车竞赛的失败。团结协作是我们实习成功的一项非常重要的保证，而这次飞思卡尔智能车竞赛也正好锻炼我们这一点，这也是非常宝贵的经验将知道我们以后的道路走的更顺利。

这次飞思卡尔智能车竞赛终于顺利完成了，在这其中遇到了很多专业知识问题，最后在老师的辛勤指导下，终于迎刃而解。同时，在老师的身上我们学也到很多实用的知识，在次我们表示感谢！同时，对给过我帮助的所有同学和各位学校老师再次表示忠心的感谢！

对我们而言，知识上的收获重要，精神上的丰收更加可喜。挫折是一份财富，经历是一份拥有。这次飞思卡尔智能车竞赛必将成为我人生旅途上一个非常美好的回忆！

第五篇：飞思卡尔智能车邀请赛毕业论文

“飞思卡尔”杯全国大学生智能车邀请赛

作 者专业班级学 号成 绩指导教师——技术报告

中国·北京

二○ 年 月

目录

目录................................................................................................................................................2

摘 要..........................................................................................................................................3 关键词.........................................................................................................................................3 1.引言.......................................................................................................................................3 1.赛事介绍............................................................................................................................4 1.方案介绍............................................................................................................................4 1.技术报告内容安排............................................................................................................4 2.技术方案概要说明...................................................................................................................4 3.机械设计.................................................................................................................................5 3.1

PCB板的安装....................................................................................................................5 3.2

前轮参数调整....................................................................................................................5 3.3

舵机的升高方案................................................................................................................6 3.齿轮传动机构调整............................................................................................................6 3.速度传感器的安装固定....................................................................................................6 3.6.后轮差速机构调整...........................................................................................................6 4.结论..........................................................................................................................................7 4.1

本系统的所具有的特点....................................................................................................7 4.2

本系统存在的问题............................................................................................................7

摘 要

（选题动机）曾获三等奖比赛项目。

（中心思想）飞思卡尔杯全国大学生智能车竞赛是。

（段落大意）本文主要介绍了第六届Feeescale智能车大赛过程的工作成果。只能车得硬件采用带MC9S12DPS512处理器的S12环境，软件

平台为CodeWarrior IDE 4.6开发环境，车模采用大赛组委会统一提供的1：10 的仿真车模。文中介绍了智能小车控制系统的软硬件结构和开发流程。整个系统涉及车模机械结构调整、传感器电路设计及信号处理、控制算法和策略优化等多个方面。为了提高智能赛车的行驶速度和可靠性，试验了多套方案，并进行升级，结合Labview 仿真平台进行了大量底层和上层测试，最终确定了现有的系统结构和各项控制参数。

关键词

智能车；激光管；PID控制；舵机

1.引言

1.1

赛事介绍

“飞思卡尔杯”智能车大赛起源于韩国，是韩国汉阳大学汽车控制实验室在飞思卡尔半导体公司资助下举办的以HCSl2单片机为核心的大学生课外科技竞赛。组委会提供一个标准的汽车模型、直流电机和可充电式电池，参赛队伍要制作一个能够自主识别路径的智能车，在专门设计的跑道上自动识别道路行驶，谁最快跑完全程而没有冲出跑道并且技术报告评分较高，谁就是获胜者。参赛选手须使用大赛组委会统一提供的竞赛车模，推荐采用飞思卡尔16控制器MC9S12DG128作为核心控制单元，自主构思控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，于指定日期与地点参加场地比赛。参赛队伍之名次（成绩）由赛车现场成功完成赛道比赛时间为主，技术方案及制作工程质量评分为辅来决定，车模改装完毕后，尺寸不能超过：250mm 宽和400mm长，高度无限制，跑道宽度不小于600mm，跑道表面为白色，中心有连续黑线作为引导线，黑线宽25mm，并且跑道有坡道。

1.2

方案介绍

在方案设计的过程中，我们参阅了很多兄弟院校的往届大赛技术报告，但是，基于本次大赛的比赛要求，即车跑两圈中只要有一圈结束后停车便算入成绩，所以我们采取跑一圈停车的策略。由车手根据车跑第一圈的状况，通过按键，适当改变参数。这样便舍弃了风险性很大的记忆算法。对于LED组来说，提高小车的速度和稳定性，其实际问题是如何更早且更好的提取到赛道信息。所以我们采取的策略是激光传感器加人工调参，共同实现我们的目标。这样不仅可以提高赛车的前瞻性，使赛车的稳定性提高。而且可以在第二圈中，对赛车状态进行人工校正，提高成绩。

1.3

技术报告内容安排

本技术报告的正文分为四个部分。第一部分是对整个系统实现方法的一个概要说明，主要内容是对整个技术方案的概述；第二部分是对系统机械结构的说明，主要介绍系PCB板的固定和安装、前轮参数调整和舵机的升高等；第三部分是对硬件电路设计的说明，主要介绍系统传感器的设计及其他硬件电路的设计原理、创新点和实现过程等；第四部分是对系统软件设计部分的说明，主要内容是智能模型车设计中主要用到的控制理论、算法说明及代码设计介绍等。

2.技术方案概要说明

本模型车的制作的主要思路是利用激光管来判别前方的跑道轨迹，并将信息采集到S12单片机中。在S12单片机中利用一定的算法来控制模型车的运行状态。

模型车的控制系统包括电源管理模块、MCU模块、路径识别模块、电机驱动模块、舵机控制模块、转速测量模块、按键控制模块、无线串口传送模块等。在整个系统中，由电源管理模块实现对

其他各模块的电源管理。其中，对单片机、激光管、测速电路、按键电路提供5V电压，对舵机提供6V电压，对无线串口提供12V电压。

本模型车是由后轮驱动的，路径识别模块则采用激光管传感器寻迹方案。即路径识别电路由12对光电发送与接收管组成。由于赛道中存在轨迹指示黑线，落在黑线区域内的光电接收管接收到反射的光线的强度与白色的赛道不同，进而在光电接收管两端产生不同的电压值，由此判断行车的方向。路径识别模块会将当前采集到的一组电压值传递给MCU模块。转速测量模块则安装在车尾部，它会测量出模型车行驶过程中的瞬时速度。按键控制模块会设定模型车在行驶过程中一些较重要的参数，如：直道速度、弯道速度等。测量出的瞬时速度将输入到单片机中，以帮助分析确定模型车下一步的速度、转角等。无线串口传送模块会同LABVIEW显示传感器检测值和模型车的速度等参数，以方便对整车进行调试。MCU模块会根据按键的设定值，路径识别模块采集到的电压值以及转速测量模块反馈回的瞬时速度值等综合分析，采用一定的算法对舵机和直流电机进行控制。以上即是技术方案的概要说明。

3.机械设计

本模型车机械设计的部分主要包括，PCB板的固定与安装、前轮参数调整和舵机的升高

3.1

PCB板的安装

对本模型车的信号采集电路，我们设计了一块PCB板。PCB板安装在模型车的前方。综合考虑激光管的探测距离、模型车的行驶速度以及更好的配合软件的控制算法，我们将光电传感器信号采集电路的PCB板安装在距舵机的距离为8cm,距路面的距离为12cm的位置。PCB板上均匀分布了12对光电发射管和接收管。

此外，我们还设计了另两块PCB板。一块上面包含了电源管理模块电路，另一块包含直流电机驱动电路。在组装过程中，我们利用原有的模型车后部原有的两个支架和两个承接螺钉将其固定在车模的后部。其固定的位置离地的高度为6.5cm。在其下方，放置着模型车的电池。在车中央，则固定着S12模块。

3.2

前轮参数调整

调试中发现，在赛车过弯时，转向舵机的负载会因为车轮转向角度增大而增大。为了尽可能降低转向舵机负载，对前轮的安装角度，即前轮定位进行了调整。

前轮定位的作用是保障汽车直线行驶的稳定性，转向轻便和减少轮胎的磨损。前轮是转向轮，它的安装位置由主销内倾、主销后倾、前轮外倾和前轮前束等4 个项目决定，反映了转向轮、主销和前轴等三者在车架上的位置关系。

1、主销内倾是指主销装在前轴略向内倾斜的角度，它的作用是使前轮自动回正。角度越大前轮自动回正的作用就越强烈，但转向时也越费力，轮胎磨损增大；反之，角度越小前轮自动回正的作用就越弱。

2、主销后倾是指主销装在前轴，上端略向后倾斜的角度。它使车辆转弯时产生的离心力所形成的力矩方向与车轮偏转方向相反，迫使车轮偏转后自动恢复到原来的中间位置上。由此，主销后倾角越大，车速越高，前轮稳定性也愈好。

3、主销内倾和主销后倾都有使汽车转向自动回正，保持直线行驶的功能。不同之处是主销内倾的回正与车速无关，主销后倾的回正与车速有关，因此高速时后倾的回正作用大，低速时内倾的回正作用大。

4、前轮外倾角对汽车的转弯性能有直接影响，它的作用是提高前轮的转向安全性和转向操纵的轻便性。前轮外倾角俗称“外八字”，如果车轮垂直地面一旦满载就易产生变形，可能引起车轮上部向内倾侧，导致车轮联接件损坏。所以事先将车轮校偏一个外八字角度，这个角度约在1°左右。

5、所谓前束是指两轮之间的后距离数值与前距离数值之差，也指前轮中心线与纵向中心线的夹角。前轮前束的作用是保证汽车的行驶性能，减少轮胎的磨损。前轮在滚动时，其惯性力会自然将轮胎向内偏斜，如果前束适当，轮胎滚动时的偏斜方向就会抵消，轮胎内外侧磨损的现象会减少。

经过与赛道的磨合，本队智能车前轮角度调整为前轮外倾角为-3°，其他皆为0°。

3.3

舵机的升高方案

为了提高舵机的响应速度，可以考虑延长舵机的摆臂。在正常情况下，车轮从最左侧转到最右侧，舵机需要转动50。而将摆臂伸长之后，车轮从最左侧转到最右侧，舵机只需要转动30。从理论上讲，这样可以在舵机性能一定的情况下，提高车轮转向的响应速度。本队摆臂长为4.5cm。

舵机升高之后，直线行驶状态下的车轮定位参数尤其是前束值会发生变化，这时需要稍微调整两根转向拉杆的长度，将前束值调整至合理的范围内。摆臂加长后，舵机空程会明显，但是差别不大，通过程序微调舵机最大转角能够休整，所以可以忽略。

3.4

齿轮传动机构调整

赛车后轮采用RS-380SH-4045 电机驱动，由竞赛主办方提供。电机轴与后轮轴之间的传动比为 9：38（电机轴齿轮齿数为18，后轮轴传动轮齿数为76）。齿轮传动机构对赛车的驱动能力有很大的影响。齿轮传动部分安装位置的不恰当，会大大增加电机驱动后轮的负载，从而影响到最终成绩。调整的原则是：两传动齿轮轴保持平行, 齿轮间的配合间隙要合适，过松容易打坏齿轮，过紧又会增加传动阻力，白白浪费动力;传动部分要轻松、顺畅，容易转动，不能有卡住或迟滞现象.判断齿轮传动是否调整好的一个依据是,听一下电机带动后轮空转时的声音。声音刺耳响亮，说明齿轮间的配合间隙过大，传动中有撞齿现象；声音闷而且有迟滞，则说明齿轮间的配合间隙过小，或者两齿轮轴不平行，电机负载加大。调整好的齿轮传动噪音小，并且不会有碰撞类的杂音。

3.5

速度传感器的安装固定

将一个半径略比电机齿轮半径较大的机械鼠标齿轮贴在电机齿轮上，随电机一起转动。同时，将JK122固定于后轮电机的支架上，能够使机械齿轮穿过JK122。这样，车轮每转动一齿，传感器都会检测到黑线一次，向MCU输出脉冲一次。它被安装在了车的尾部。安装过程中，我们用了两颗螺钉将其固定在了模型车尾部的底架上。

随着齿轮转动时，光电管接收到的交替变化的高低电脉冲。设置S12 的ECT 模块，同时捕捉光电管输出的电脉冲的上升沿和下降沿。通过累计一定时间内的脉冲数，或者记录相邻脉冲的间隔时间，可以得到和速度等价的参数值。我们已知：轮胎一圈周长为16.7cm。设齿轮上共有e 个孔，即轮胎转动一圈将引起e 个脉冲数累积。假设对脉冲数累积的时间为t，在这段时间内共获取了n 个脉冲数累积。则赛车速度为： 公式1： V=16.7（N/e）* T 3.6.后轮差速机构调整

差速机构的作用是在赛车转弯的时候，降低后轮与地面之间的滑动；并且还可以保证在轮胎抱死的情况下不会损害到电机。当车辆在正常的过弯行进中(假设：无转向不足亦无转向过度)，此时4 个轮子的转速(轮速)皆不相同，依序为：外侧前轮＞外侧后轮＞内侧前轮＞内侧后轮。

此次所使用赛车配备的是后轮差速机构。差速器的特性是：阻力越大的一侧，驱动齿轮的转速

越低；而阻力越小的一侧，驱动齿轮的转速越高‧以此次使用的后轮差速器为例，在过弯时，因外侧前轮轮胎所遇的阻力较小，轮速便较高；而内侧前轮轮胎所遇的阻力较大，轮速便较低。差速器的调整中要注意滚珠轮盘间的间隙，过松过紧都会使差速器性能降低，转弯时阻力小的车轮会打滑，从而影响赛车的过弯性能。好的差速机构，在电机不转的情况下，右轮向前转过的角度与左轮向后转过的角度之间误差很小，不会有迟滞或者过转动情况发生。

4.结论

4.1

本系统的所具有的特点

设计制作过程当中，通过小组成员的努力思考与探索，同时结合韩国以往比赛中的优点，我们在以下几个方面引入了自己的设计特色：

1、鉴于路径识别模块的性能对整个系统运行的重要作用，本系统采用了激光管的路径识别方案，大大提高了系统识别路径的精度。

2、在本系统中，巧妙地使用机械鼠标齿轮结合GK122构成速度检测模块，在保证足够的测量精度的同时，大大减轻了系统的重量和成本。

3、另外制作了用于调试的控制器，该控制器用于赛车调试过程中的参数修正与显示，正式比赛时并不存在于系统中。这样在遵守规则的情况下，大大方便了调试过程。

4、在机械上精心设计，加高了舵机的位置，提高了舵机地响应时间，实现了模块化的电路设计，在重心的调节上更加方便。

4.2

本系统存在的问题

尽管我们作了很大的努力，但是由于时间紧迫以及缺乏经验等原因，本系统仍然存在着一些问题，主要有以下几点：

1、比赛规则对改装后的赛车的尺寸作了严格要求，在满足要求安装路径识别模块时，其视场宽度和前瞻距离都比预期减小，受到了限制。

2、赛车底盘以及速度检测装置的机械安装部分为人工完成，没有使用精密的检测仪器辅助安装，安装精度受限。

3、系统控制算法采用经典的PID算法。可以考虑更加高级的控制算法以改进系统性能。对于一些先进的控制方法没有做到深入的研究。

4、由于车辆的模块化电路管理，在小车上出现连线过多，电路不够整洁的情况。

5、车头的传感器有点靠前，使车辆的重心前移，在转向的过程中没有理想中轻盈。

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