基本信息
- 項目名稱：
- 智能競速小車的設計
- 小類：
- 信息技術
- 大類：
- 科技發(fā)明制作A類
- 簡介：
- 智能車技術是涵蓋智能控制、模式識別等學科前沿的熱點領域。經(jīng)歷半個多世紀的發(fā)展，很多技術已趨向成熟。21世紀汽車概念將發(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械裝置，未來的“汽車”將轉(zhuǎn)變?yōu)閹в幸恍┹o助機械的機電一體化裝置，汽車的主要部分不再僅僅是機械裝置，它正向消費類電子產(chǎn)品轉(zhuǎn)移。
- 詳細介紹：
- 智能車系統(tǒng)歸根結底是作為一個自動控制系統(tǒng)，如何控制好小車正常的快速行駛是系統(tǒng)的關鍵所在，要實這一目的需要系統(tǒng)各個模塊的協(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、路徑識別模塊、電機驅(qū)動模塊、舵機轉(zhuǎn)向控制模塊、轉(zhuǎn)速測量模塊等。 智能車系統(tǒng)的設計在給定的模型汽車平臺上，自主構思控制方案進行系統(tǒng)設計，包括傳感器信號采集處理、動力電機驅(qū)動、轉(zhuǎn)向舵機控制及控制軟件算法等，系統(tǒng)的整體設計構思直接關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
設計、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點、技術關鍵和主要技術指標
- 作品設計發(fā)明的目的應用于全國大學生智能汽車比賽，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，同時內(nèi)部PWM模塊發(fā)出PWM波，驅(qū)動直流電機對智能車進行加速和減速控制，以及舵機對賽車進行轉(zhuǎn)向控制，使賽車能夠精確自主行駛。為了對賽車的速度進行精確的控制，在智能車傳動軸上安裝測速碼盤，采集車輪轉(zhuǎn)速的脈沖信號，經(jīng)MCU捕獲后進行PID自動控制，從而完成車速度的閉環(huán)控制，并以最短時間跑完全程。 創(chuàng)新點：自主開發(fā)小車起跑線檢測算法；PID閉環(huán)測速，實時檢測控制小車速度；更改舵機位置，適當加長臂桿，使其響應最為靈敏。 技術關鍵：軟件控制算法，如何實現(xiàn)小車精確快速控制，硬件機械結構調(diào)整如何使小車行駛最為輕盈靈活。 主要技術指標：第五屆全國大學生智能汽車比賽成績：27S
科學性、先進性
- 本模型車的總體設計系統(tǒng)主要包括最小系統(tǒng)模塊、路徑識別模塊、電機驅(qū)動模塊、舵機轉(zhuǎn)向控制模塊、轉(zhuǎn)速測量模塊等，采用模塊化設計思想，使控制系統(tǒng)不僅達到了預期設計指標，還具有獨特的創(chuàng)新點 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)小車起跑線檢測算法，運用數(shù)字濾波算法，使小車能夠準確啟停 2：采用PID閉環(huán)測速，與開環(huán)相比，能實時檢測控制小車速度； 方法是使用湊法，試湊法是通過閉環(huán)試驗，觀察系統(tǒng)響以達到滿意的響應，最后確定PID控制參數(shù)。 3：調(diào)整機械結構，更改舵機位置，適當加長臂桿，使其響應最為靈敏。
獲獎情況及鑒定結果
- 2010年7月21日山東大學舉行的第五屆全國大學生“飛思卡爾”杯智能汽車競賽華北賽區(qū)三等獎。 2010年7月22日山東大學舉行的山東省第二屆大學生智能汽車競賽二等獎
作品所處階段
- 實驗室階段
技術轉(zhuǎn)讓方式
- 暫無
作品可展示的形式
- 實物
使用說明,技術特點和優(yōu)勢,適應范圍,推廣前景的技術性說明,市場分析,經(jīng)濟效益預測
- 本系統(tǒng)采用簡易有效的信息采集技術、機械結構的適度調(diào)整和自主開發(fā)的控制算法設計使得本模型能夠適應復雜路線，并以較快的速度行駛賽程。 運用了先進的模塊化設計思想，分別將各個模塊獨立制作成型，使得在組成和使用時具有高穩(wěn)定性和高便易性能。模塊化和高性價使得模型在大規(guī)模生產(chǎn)中得以推廣。 自動化應用于工業(yè)各個領域，本智能小車作為小型的、自由移動的自動控制系統(tǒng)必定能在自動化領域、滅火機器人、庫房運輸?shù)榷鄠€領域得以發(fā)展，具有廣闊的應用前景。
同類課題研究水平概述
- 智能汽車競賽是在規(guī)定的模型汽車平臺上， 使用飛思卡爾半導體公司的16位微控制器作為核心控制模塊，通過傳感器、電機驅(qū)動電路以及編寫相應軟件，制作一個能夠自主識別道路的模型汽車，按照規(guī)定路線行進。該競賽是涵蓋了控制、模式識別、傳感技術、電子、電氣、計算機、機械等多個學科的比賽。在智能車方案設計的過程中，我們參閱了很多院校的往屆大賽技術報告。在國內(nèi)，清華大學首創(chuàng)記憶算法、北京科技大學創(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，運用PID調(diào)速，這樣便舍棄了一定的風險。對于光電組來說，提高小車的速度和穩(wěn)定性，其實際問題是如何更早且更好的提取到賽道信息。所以我們采取適當加長光電傳感器，加上人工調(diào)參，來實現(xiàn)我們的目標。這樣可以提高賽車的前瞻性，使賽車的穩(wěn)定性提高，所用時間最短。 近些年來,微電子技術的飛速發(fā)展,將電子技術和傳統(tǒng)的機械相結合,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、線控技術的發(fā)展、電動汽車的研究、42V電氣系統(tǒng)的研究和信息技術的發(fā)展都將導致汽車技術向電子化、信息化、集成化、網(wǎng)絡化、智能化方向發(fā)展,汽車將成為一個移動的智能化的綜合系統(tǒng)。
