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基本信息
- 項(xiàng)目名稱：
- 智能競(jìng)速小車的設(shè)計(jì)
- 小類：
- 信息技術(shù)
- 大類：
- 科技發(fā)明制作A類
- 簡(jiǎn)介：
- 智能車技術(shù)是涵蓋智能控制、模式識(shí)別等學(xué)科前沿的熱點(diǎn)領(lǐng)域。經(jīng)歷半個(gè)多世紀(jì)的發(fā)展，很多技術(shù)已趨向成熟。21世紀(jì)汽車概念將發(fā)生根本性的變化，現(xiàn)在的“汽車”是帶有一些電子控制的機(jī)械裝置，未來的“汽車”將轉(zhuǎn)變?yōu)閹в幸恍┹o助機(jī)械的機(jī)電一體化裝置，汽車的主要部分不再僅僅是機(jī)械裝置，它正向消費(fèi)類電子產(chǎn)品轉(zhuǎn)移。
- 詳細(xì)介紹：
- 智能車系統(tǒng)歸根結(jié)底是作為一個(gè)自動(dòng)控制系統(tǒng)，如何控制好小車正常的快速行駛是系統(tǒng)的關(guān)鍵所在，要實(shí)這一目的需要系統(tǒng)各個(gè)模塊的協(xié)同工作。 系統(tǒng)按照功能劃分為：電源管理模塊、最小系統(tǒng)模塊、路徑識(shí)別模塊、電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊、舵機(jī)轉(zhuǎn)向控制模塊、轉(zhuǎn)速測(cè)量模塊等。 智能車系統(tǒng)的設(shè)計(jì)在給定的模型汽車平臺(tái)上，自主構(gòu)思控制方案進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)，包括傳感器信號(hào)采集處理、動(dòng)力電機(jī)驅(qū)動(dòng)、轉(zhuǎn)向舵機(jī)控制及控制軟件算法等，系統(tǒng)的整體設(shè)計(jì)構(gòu)思直接關(guān)系到整車各部分的協(xié)調(diào)性能。
作品圖片
作品專業(yè)信息
設(shè)計(jì)、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點(diǎn)、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)
- 作品設(shè)計(jì)發(fā)明的目的應(yīng)用于全國(guó)大學(xué)生智能汽車比賽，其基本思路是采用飛思卡爾MC9S12XS128作為核心控制單元，使用光電傳感器，將采集的信號(hào)經(jīng)MCU的AD接口處理后，用于賽車的速度及轉(zhuǎn)向控制決策，同時(shí)內(nèi)部PWM模塊發(fā)出PWM波，驅(qū)動(dòng)直流電機(jī)對(duì)智能車進(jìn)行加速和減速控制，以及舵機(jī)對(duì)賽車進(jìn)行轉(zhuǎn)向控制，使賽車能夠精確自主行駛。為了對(duì)賽車的速度進(jìn)行精確的控制，在智能車傳動(dòng)軸上安裝測(cè)速碼盤，采集車輪轉(zhuǎn)速的脈沖信號(hào)，經(jīng)MCU捕獲后進(jìn)行PID自動(dòng)控制，從而完成車速度的閉環(huán)控制，并以最短時(shí)間跑完全程。 創(chuàng)新點(diǎn)：自主開發(fā)小車起跑線檢測(cè)算法；PID閉環(huán)測(cè)速，實(shí)時(shí)檢測(cè)控制小車速度；更改舵機(jī)位置，適當(dāng)加長(zhǎng)臂桿，使其響應(yīng)最為靈敏。 技術(shù)關(guān)鍵：軟件控制算法，如何實(shí)現(xiàn)小車精確快速控制，硬件機(jī)械結(jié)構(gòu)調(diào)整如何使小車行駛最為輕盈靈活。 主要技術(shù)指標(biāo)：第五屆全國(guó)大學(xué)生智能汽車比賽成績(jī)：27S
科學(xué)性、先進(jìn)性
- 本模型車的總體設(shè)計(jì)系統(tǒng)主要包括最小系統(tǒng)模塊、路徑識(shí)別模塊、電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊、舵機(jī)轉(zhuǎn)向控制模塊、轉(zhuǎn)速測(cè)量模塊等，采用模塊化設(shè)計(jì)思想，使控制系統(tǒng)不僅達(dá)到了預(yù)期設(shè)計(jì)指標(biāo)，還具有獨(dú)特的創(chuàng)新點(diǎn) 1：與現(xiàn)有小車相比主要是優(yōu)化了控制算法，特別是自主開發(fā)小車起跑線檢測(cè)算法，運(yùn)用數(shù)字濾波算法，使小車能夠準(zhǔn)確啟停 2：采用PID閉環(huán)測(cè)速，與開環(huán)相比，能實(shí)時(shí)檢測(cè)控制小車速度； 方法是使用湊法，試湊法是通過閉環(huán)試驗(yàn)，觀察系統(tǒng)響以達(dá)到滿意的響應(yīng)，最后確定PID控制參數(shù)。 3：調(diào)整機(jī)械結(jié)構(gòu)，更改舵機(jī)位置，適當(dāng)加長(zhǎng)臂桿，使其響應(yīng)最為靈敏。
獲獎(jiǎng)情況及鑒定結(jié)果
- 2010年7月21日山東大學(xué)舉行的第五屆全國(guó)大學(xué)生“飛思卡爾”杯智能汽車競(jìng)賽華北賽區(qū)三等獎(jiǎng)。 2010年7月22日山東大學(xué)舉行的山東省第二屆大學(xué)生智能汽車競(jìng)賽二等獎(jiǎng)
作品所處階段
- 實(shí)驗(yàn)室階段
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 暫無(wú)
作品可展示的形式
- 實(shí)物
使用說明,技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì),適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說明,市場(chǎng)分析,經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測(cè)
- 本系統(tǒng)采用簡(jiǎn)易有效的信息采集技術(shù)、機(jī)械結(jié)構(gòu)的適度調(diào)整和自主開發(fā)的控制算法設(shè)計(jì)使得本模型能夠適應(yīng)復(fù)雜路線，并以較快的速度行駛賽程。 運(yùn)用了先進(jìn)的模塊化設(shè)計(jì)思想，分別將各個(gè)模塊獨(dú)立制作成型，使得在組成和使用時(shí)具有高穩(wěn)定性和高便易性能。模塊化和高性價(jià)使得模型在大規(guī)模生產(chǎn)中得以推廣。 自動(dòng)化應(yīng)用于工業(yè)各個(gè)領(lǐng)域，本智能小車作為小型的、自由移動(dòng)的自動(dòng)控制系統(tǒng)必定能在自動(dòng)化領(lǐng)域、滅火機(jī)器人、庫(kù)房運(yùn)輸?shù)榷鄠€(gè)領(lǐng)域得以發(fā)展，具有廣闊的應(yīng)用前景。
同類課題研究水平概述
- 智能汽車競(jìng)賽是在規(guī)定的模型汽車平臺(tái)上， 使用飛思卡爾半導(dǎo)體公司的16位微控制器作為核心控制模塊，通過傳感器、電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路以及編寫相應(yīng)軟件，制作一個(gè)能夠自主識(shí)別道路的模型汽車，按照規(guī)定路線行進(jìn)。該競(jìng)賽是涵蓋了控制、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)科的比賽。在智能車方案設(shè)計(jì)的過程中，我們參閱了很多院校的往屆大賽技術(shù)報(bào)告。在國(guó)內(nèi)，清華大學(xué)首創(chuàng)記憶算法、北京科技大學(xué)創(chuàng)先使用激光管。但是，我們是首次參加智能車大賽，所以采用光電傳感器，運(yùn)用PID調(diào)速，這樣便舍棄了一定的風(fēng)險(xiǎn)。對(duì)于光電組來說，提高小車的速度和穩(wěn)定性，其實(shí)際問題是如何更早且更好的提取到賽道信息。所以我們采取適當(dāng)加長(zhǎng)光電傳感器，加上人工調(diào)參，來實(shí)現(xiàn)我們的目標(biāo)。這樣可以提高賽車的前瞻性，使賽車的穩(wěn)定性提高，所用時(shí)間最短。 近些年來,微電子技術(shù)的飛速發(fā)展,將電子技術(shù)和傳統(tǒng)的機(jī)械相結(jié)合,使得汽車的環(huán)保、節(jié)能、安全、舒適、便捷和智能化等方面的問題均得到很好的解決。電子技術(shù)、線控技術(shù)的發(fā)展、電動(dòng)汽車的研究、42V電氣系統(tǒng)的研究和信息技術(shù)的發(fā)展都將導(dǎo)致汽車技術(shù)向電子化、信息化、集成化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化方向發(fā)展,汽車將成為一個(gè)移動(dòng)的智能化的綜合系統(tǒng)。
