完美版智能车全解精.pptx

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,2018/9/17,官方论坛推荐：红树伟业智能车专业店,-,致力于服务师生（更多资料都在红树伟业）,#,赛车的意义,汽车及车模简介,电池使用方法,赛道及比赛规则,研究项目介绍,关于电机驱动,关于舵机驱动,关于赛道检测方式,最佳路线问题,飞斯卡尔单片机介绍,软硬件设计注意事项,工程化方法与团队精神,答疑时间,官方论坛推荐：红树伟业智能车专业店,-,致力于服务师生（更多资料都在红树伟业）,赛车的意义,该竞赛与教育部已举办的数学建模、电子设计、机械设计、结构设计,4,大专业竞赛不同，是以迅猛发展的汽车电子为背景，涵盖了控制、模式识别、传感技术、电子、电气、计算机、机械等多个学科交叉的科技创意性比赛。,引导和激励学生实事求是、刻苦钻研、勇于创新、多出成果、提高素质，发现和培养一批在学术科技上有作为、有潜力的优秀人才。,官方论坛推荐：红树伟业智能车专业店,-,致力于服务师生（更多资料都在红树伟业）,汽车及车模简介,二通道遥控赛车车模,车模调校的主要参数,后倾角,外倾角,前束,减震弹簧预紧力,官方论坛推荐：红树伟业智能车专业店,-,致力于服务师生（更多资料都在红树伟业）,电池使用方法,参数：,电压：,1.2,6=7.2,v,容量：,2000,mAh,放电曲线（在,3A,的大电流放电条件下得到的结果）,官方论坛推荐：红树伟业智能车专业店,-,致力于服务师生（更多资料都在红树伟业）,电池使用方法,正确充电：,推荐使用比赛选配的充电器。该充电器是为玩具电池设计的廉价的充电器，内部没有智能充电控制电路，只能采用恒功率充电模式，最大充电电流为,700mA,，平均充电电流,300mA,，涓流充电电流小于,100mA,，充电时间约为,10,小时。,官方论坛推荐：红树伟业智能车专业店,-,致力于服务师生（更多资料都在红树伟业）,电池使用方法,正确放电：,由于镍镉电池具有记忆效应，对电池的不完全放电将会人为的降低电池的电容量；,从放电曲线可以看出，随着电池电量的减少，其电压也会逐渐降低，当电压降低到某个阈值后继续放电，电池电压将很快的跌落。这个阈值就是电池的放电下限电压。厂家给出了放电下限电压为,6V,。因此，在使用时，建议在动力车的电源设计中加入电池保护电路，当电池电压低于,6V,时切断电路，用来保护电池。如果没有保护电路，要注意，电池接通时人不要离开。因为当电池电压降到接近,6V,时，电池已经给不出多少电流，已经没有能力驱动电机了，此时一定要及时断开电路，到了给电池充电的时候了。,官方论坛推荐：红树伟业智能车专业店,-,致力于服务师生（更多资料都在红树伟业）,赛道及比赛规则,赛道材料：,KT,板、高密度、白色、,0.5,厘米厚。,中心黑线：为黑色即时贴经过裁减而成。,7,Of,63,官方论坛推荐：红树伟业智能车专业店,-,致力于服务师生（更多资料都在红树伟业）,赛道及比赛规则,详细参考资料,第二届智能车竞赛专网,联合大学团委网站,书籍,作 者：卓晴 等编,I S B N,：,781124022X,出版社：北京航空航天大学出版社,定 价：,36.50,元,用指定车模沿黑线跑两圈取单圈最快者为胜。,官方论坛推荐：红树伟业智能车专业店,-,致力于服务师生（更多资料都在红树伟业）,研究项目介绍,汽车动态分析,车速控制系统,方向控制系统,赛道检测系统,电子控制系统,策略规划系统,行为决策系统,路况记忆系统,数据传输系统,官方论坛推荐：红树伟业智能车专业店,-,致力于服务师生（更多资料都在红树伟业）,模型车电机特性,电机特性和,MC33886,芯片,官方论坛推荐：红树伟业智能车专业店,-,致力于服务师生（更多资料都在红树伟业）,一、电机特性,RS-380SH,官方论坛推荐：红树伟业智能车专业店,-,致力于服务师生（更多资料都在红树伟业）,一、电机特性,RS-380SH,官方论坛推荐：红树伟业智能车专业店,-,致力于服务师生（更多资料都在红树伟业）,一、电机特性,RS-380SH,官方论坛推荐：红树伟业智能车专业店,-,致力于服务师生（更多资料都在红树伟业）,一、电机特性,RS-380SH,官方论坛推荐：红树伟业智能车专业店,-,致力于服务师生（更多资料都在红树伟业）,二、,MC33886,芯片,特性：,工作电压：,5-40V,导通电阻：,120,毫欧姆,输入信号：,TTL/CMOS,PWM,频率：,10KHz,短路保护、欠压保护、过温保护等,；,官方论坛推荐：红树伟业智能车专业店,-,致力于服务师生（更多资料都在红树伟业）,二、,MC33886,芯片,官方论坛推荐：红树伟业智能车专业店,-,致力于服务师生（更多资料都在红树伟业）,二、,MC33886,芯片,官方论坛推荐：红树伟业智能车专业店,-,致力于服务师生（更多资料都在红树伟业）,二、,MC33886,芯片,应用说明：,多个,MC33886,并联使用；,官方论坛推荐：红树伟业智能车专业店,-,致力于服务师生（更多资料都在红树伟业）,二、,MC33886,芯片,应用说明：,使用半桥：由于赛车过程中不时用倒车，所以可以只使用其中的半桥；并且将两个半桥并联，扩大芯片的驱动能力；,使用其中的一个半桥驱动电机；使用另外一个半桥作为,12V,升压电路为,CCD,提供工作电源；,官方论坛推荐：红树伟业智能车专业店,-,致力于服务师生（更多资料都在红树伟业）,二、,MC33886,芯片,使用说明：,规则中的电容限制,全部电容容量和不得超过,2000,微法；电容最高充电电压不得超过,25,伏。,电机加速与减速限制，避免对于工作电源的影响；,官方论坛推荐：红树伟业智能车专业店,-,致力于服务师生（更多资料都在红树伟业）,二、,MC33886,芯片,使用说明：,PWM,频率限制：,10KHz,官方论坛推荐：红树伟业智能车专业店,-,致力于服务师生（更多资料都在红树伟业）,二、,MC33886,芯片,使用说明：,PWM,频率限制：,10KHz,官方论坛推荐：红树伟业智能车专业店,-,致力于服务师生（更多资料都在红树伟业）,二、,MC33886,芯片,使用说明：,PWM,频率限制：,10KHz,官方论坛推荐：红树伟业智能车专业店,-,致力于服务师生（更多资料都在红树伟业）,关于舵机驱动,舵机内部结构,舵盘、齿轮组、位置反馈电位计、直流电机、控制电路板等。,工作原理,脉宽信号给定参考位置，舵机内部电路通过反馈控制调节舵盘角位。,舵盘角位由,PWM,控制信号的脉宽决定。,官方论坛推荐：红树伟业智能车专业店,-,致力于服务师生（更多资料都在红树伟业）,关于舵机驱动,舵机基本参数,型 号：,S3010,电 压：,4.0 6.0 V,角度控制：,1/400us,工作速度：,0.16,+,0.02,堵转力矩：,6.5+1.3 Kg.cm,官方论坛推荐：红树伟业智能车专业店,-,致力于服务师生（更多资料都在红树伟业）,关于舵机驱动,舵机控制方法,三线连接方式,红线：电源线,+6V,蓝线：地线,黑线：,PWM,控制信号,官方论坛推荐：红树伟业智能车专业店,-,致力于服务师生（更多资料都在红树伟业）,使用,S12 PWM,输出控制舵机,舵机简介,S12 PWM,控制舵机,官方论坛推荐：红树伟业智能车专业店,-,致力于服务师生（更多资料都在红树伟业）,一、舵机简介,舵机功能,舵机结构,舵机的基本参数,舵机控制方法,官方论坛推荐：红树伟业智能车专业店,-,致力于服务师生（更多资料都在红树伟业）,舵机的功能,舵机最早出现在航模运动中；,发动机进气量；,副翼舵面；,水平尾翼舵面；,垂直尾翼舵面；,赛车中控制前轮转向；,官方论坛推荐：红树伟业智能车专业店,-,致力于服务师生（更多资料都在红树伟业）,舵机的结构,舵盘、减速齿轮组、位置反馈电位计,5k,，直流电机、控制电路板等；,工作原理：,控制信号,控制电路板电极转动 齿轮组减速 舵盘转动 位置反馈电位计控制电路板反馈；,控制量 舵盘角度,官方论坛推荐：红树伟业智能车专业店,-,致力于服务师生（更多资料都在红树伟业）,舵机的基本参数,:HS-925,尺寸：,39.4*37.8*27.8,重量：,56g,工作速度,:0.11sec/60(4.8V)0.8sec/60(6.0V),堵转力矩,:6.1kg.cm(4.8V)7.7kg.cm(6.0V),工作角度：,45,度,/400us,官方论坛推荐：红树伟业智能车专业店,-,致力于服务师生（更多资料都在红树伟业）,舵机的连接方法,三线连接方法：,黑线：底线；,红线：电源线；两种标准：,4.8V,6V;,蓝线（黄线）：控制信号线；,颜色区分电源线和底线；,官方论坛推荐：红树伟业智能车专业店,-,致力于服务师生（更多资料都在红树伟业）,标准驱动模型,官方论坛推荐：红树伟业智能车专业店,-,致力于服务师生（更多资料都在红树伟业）,实测波形（,0,度）,官方论坛推荐：红树伟业智能车专业店,-,致力于服务师生（更多资料都在红树伟业）,实测波形（,15,度）,舵机的控制方法,官方论坛推荐：红树伟业智能车专业店,-,致力于服务师生（更多资料都在红树伟业）,实测波形（,3,0,度）,官方论坛推荐：红树伟业智能车专业店,-,致力于服务师生（更多资料都在红树伟业）,实测波形（,-15,度）,舵机的控制方法,官方论坛推荐：红树伟业智能车专业店,-,致力于服务师生（更多资料都在红树伟业）,实测波形（,-3,0,度）,官方论坛推荐：红树伟业智能车专业店,-,致力于服务师生（更多资料都在红树伟业）,转角与脉宽,舵机的控制方法,官方论坛推荐：红树伟业智能车专业店,-,致力于服务师生（更多资料都在红树伟业）,脉宽与转角,官方论坛推荐：红树伟业智能车专业店,-,致力于服务师生（更多资料都在红树伟业）,信号产生方式,软件计数方式；,定时器中断方式；,PWM,硬件产生方式；,等；,官方论坛推荐：红树伟业智能车专业店,-,致力于服务师生（更多资料都在红树伟业）,S12,PWM,控制舵机,S12 PWM,控制器；,具有,8,路,PWM,输出端口；,具有独立的,8,路,8bitPWM,输出，或者,4,路,16bitPWM,输出；,具有,A,B,SA,SB,时钟源；,官方论坛推荐：红树伟业智能车专业店,-,致力于服务师生（更多资料都在红树伟业）,S12PWM,发生器,官方论坛推荐：红树伟业智能车专业店,-,致力于服务师生（更多资料都在红树伟业）,S12,PWM,控制舵机,举例,使用,PWM4,5,合成,16bitPWM,输出；,PWM4,控制信号；,PWMCTL_CON45=0 x1;,PWMPER4,5=60000;50Hz,PWMDTY4,5=1500*3;1500us,BUS osc=24MHz,官方论坛推荐：红树伟业智能车专业店,-,致力于服务师生（更多资料都在红树伟业）,S12,PWM,控制舵机,规则限制：,伺服电机个数不超过,3,个；,不可以通过提高工作电压提升舵机的性能；,不可以更换舵机；,官方论坛推荐：红树伟业智能车专业店,-,致力于服务师生（更多资料都在红树伟业）,S12,PWM,控制舵机,控制说明,脉宽范围：,对应舵机旋转角度，一方面舵机的极限位置；另一方面考虑到车模转向的极限。可以通过测试得到大约,40,度左右；,PWM,周期：,可选择,50,200Hz,官方论坛推荐：红树伟业智能车专业店,-,致力于服务师生（更多资料都在红树伟业）,S12,PWM,控制舵机,控制说明：,舵机的响应时间对于控制非常重要，一方面可以通过修改,PWM,周期获得。另一方面也可以通过机械方式，利用舵机的输出转距余量，将角度进行放大，加快舵机响应速度；,官方论坛推荐：红树伟业智能车专业店,-,致力于服务师生（更多资料都在红树伟业）,关于赛道检测方式,赛道路径几何特点,由直线和圆弧组成；,赛道路径检测内容,确定路径中心位置；,确定路径方向；,确定路径曲率；,需要在赛道垂直方向上,3,5,点便可确定道路参数；,赛道路径检测方法,官方论坛推荐：红树伟业智能车专业店,-,致力于服务师生（更多资料都在红树伟业）,韩国赛道图,官方论坛推荐：红树伟业智能车专业店,-,致力于服务师生（更多资料都在红树伟业）,赛道路径检测方法,光电管阵列；,CCD:,线阵,CCD;,面阵,CCD;,（黑白）,激光扫描器；电磁感应；超声检测等,官方论坛推荐：红树伟业智能车专业店,-,致力于服务师生（更多资料都在红树伟业）,基于,光电管,赛道参数检测方法,光电管阵列优缺点：,优点：简单、响应快速等；,缺点：,空间分辨率低；,水平分辨率,:16 pixel/,线；（可以采用细分的方法进行优化）；受到大赛规则传感器个数限制；,垂直分辨率：只能检测一点位置；,占用端口资源多；,安装固定、接线较困难；,容易受到外界环境影响；,官方论坛推荐：红树伟业智能车专业店,-,致力于服务师生（更多资料都在红树伟业）,基于,面阵,赛道参数检测方法,使用面阵检测路径参数的优点：,分辨率高：,识别路径参数多：中心位置、方向、曲率；,占用端口资源少：,转换；,一路中断输入；,一路口输入；,通过算法减少外部环境影响；,官方论坛推荐：红树伟业智能车专业店,-,致力于服务师生（更多资料都在红树伟业）,基于,CCD,路径检测方法难点及解决方法,12,of18,采集速率；,图像的分辨率,:,水平高，垂直低；,存储空间；,DG128 8KRAM,处理速度；,图像采集，处理，控制等等；,电源电压；,12V,工作电源,官方论坛推荐：红树伟业智能车专业店,-,致力于服务师生（更多资料都在红树伟业）,用,S12,采集图像,采集速率：,S12 AD,转换速率,10bit:7us,视频信号一行时间：,64us;(,有效图像时间,56),一行有效采集像素：,300,线,/,帧,官方论坛推荐：红树伟业智能车专业店,-,致力于服务师生（更多资料都在红树伟业）,矛盾,采集速率,路径检测需要图像特点：,水平分辨率,:,高；,垂直分辨率：低；,3-5,点,矛盾：如何解决？,官方论坛推荐：红树伟业智能车专业店,-,致力于服务师生（更多资料都在红树伟业）,解决,采集速率,-,解决方法,摄像头水平旋转,90,度；,水平分辨率,垂直分辨率,官方论坛推荐：红树伟业智能车专业店,-,致力于服务师生（更多资料都在红树伟业）,附加手段,采集速率,-,解决方法,采用,CPU,内部总线超频；,48,规则没有限制,CPU,超频,官方论坛推荐：红树伟业智能车专业店,-,致力于服务师生（更多资料都在红树伟业）,初步计算,采集速率,-,解决方法,*摄像头旋转,90,度；,*,CPU,超频；,可以得到,300 48,分辨率图像；可以满足道路检测需要；,实际需要可以使用降低的图像分辨率：,72 24,即可；,官方论坛推荐：红树伟业智能车专业店,-,致力于服务师生（更多资料都在红树伟业）,资源需求,存储空间,必须存储正幅图像；这是由于将垂直分辨率转换为水平分辨率的原因；,存储空间：,每个像素存储,1,字节；,72*24,图像需要,1728,字节；,DG128 RAM,空间为,8K,字节；可以满足存储需要。同时还可以开辟双图像存储区，采集、处理同时进行；,官方论坛推荐：红树伟业智能车专业店,-,致力于服务师生（更多资料都在红树伟业）,占用资源分析,处理速度：,采集时间：,图像采集采用终端采集的方式；节省,CPU,处理事件；,72*24,分辨率下：只对于其中的,1/4,行进行图像采集。,CPU,花费在图像采集上的时间少于 总时间,1/4,。其余的时间用于图像处理、控制等运算；,官方论坛推荐：红树伟业智能车专业店,-,致力于服务师生（更多资料都在红树伟业）,图像处理,处理速度,优化图像路径参数检测算法，算法时间小于,20ms,。,图像：黑白色，检测中心算法简单；,可以适当增加些动态亮度补偿算法；满足路径参数检测速度要求；,官方论坛推荐：红树伟业智能车专业店,-,致力于服务师生（更多资料都在红树伟业）,工作电源,CCD,工作电源,12V;,使用,PWM,斩波升压电路得到,12V,电源；,这不违反比赛规则；,禁止使用,DC-DC,升压电路为驱动电机,以及舵机提供动力；,官方论坛推荐：红树伟业智能车专业店,-,致力于服务师生（更多资料都在红树伟业）,实现方案和试验结果,系统框图,官方论坛推荐：红树伟业智能车专业店,-,致力于服务师生（更多资料都在红树伟业）,连接,CPU,CPU,最小系统,官方论坛推荐：红树伟业智能车专业店,-,致力于服务师生（更多资料都在红树伟业）,连接,CPU,实现方案和试验结果,CPU,最小系统,PAD02,视频信号,IRQ ,视频行同步信号,PM1 ,奇偶场信号,PWM2 12V,斩波升压开关信号；,PWM0,1,电极控制,PWM,信号；,PWM4 ,舵机控制信号；,PAD0,1,电池电压，,12V,电压监测；,官方论坛推荐：红树伟业智能车专业店,-,致力于服务师生（更多资料都在红树伟业）,视频匹配电路,视频信号同部分离电路,实现方案和试验结果,注意：视频信号不经过直流隔离进入,AD,转换器；,官方论坛推荐：红树伟业智能车专业店,-,致力于服务师生（更多资料都在红树伟业）,升压供电电路,12V,斩波升压电路,实现方案和试验结果,官方论坛推荐：红树伟业智能车专业店,-,致力于服务师生（更多资料都在红树伟业）,电源电路,实现方案和试验结果,官方论坛推荐：红树伟业智能车专业店,-,致力于服务师生（更多资料都在红树伟业）,试验版,官方论坛推荐：红树伟业智能车专业店,-,致力于服务师生（更多资料都在红树伟业）,试验车,官方论坛推荐：红树伟业智能车专业店,-,致力于服务师生（更多资料都在红树伟业）,例图,1,12,of18,官方论坛推荐：红树伟业智能车专业店,-,致力于服务师生（更多资料都在红树伟业）,例图,2,官方论坛推荐：红树伟业智能车专业店,-,致力于服务师生（更多资料都在红树伟业）,例图,3,官方论坛推荐：红树伟业智能车专业店,-,致力于服务师生（更多资料都在红树伟业）,例图,4,官方论坛推荐：红树伟业智能车专业店,-,致力于服务师生（更多资料都在红树伟业）,例图,5,官方论坛推荐：红树伟业智能车专业店,-,致力于服务师生（更多资料都在红树伟业）,用摄像头的缺点,CCD,相对昂贵；,占用,RAM,比较多；,道路检测速率受到限制；,50Hz,检测有一定的延时（,1/50,）秒；,附注电路较多：,12V,LM1881,等；,官方论坛推荐：红树伟业智能车专业店,-,致力于服务师生（更多资料都在红树伟业）,后续问题,开发有效路径参数算法；,摄像头安装与固定，为之比较的高；,摄像头镜头设计；,混合检测方法：光电管,+CCD;,多个,CCD;,官方论坛推荐：红树伟业智能车专业店,-,致力于服务师生（更多资料都在红树伟业）,赛道检测小结,方法核心内容,摄像头旋转,90,度。水平分辨率,垂直分辨率；,适当,CPU,超频；,有效路径检测算法；,该方法也可以在一些粗分辨率视频监视中进行应用；,官方论坛推荐：红树伟业智能车专业店,-,致力于服务师生（更多资料都在红树伟业）,最佳路线问题,官方论坛推荐：红树伟业智能车专业店,-,致力于服务师生（更多资料都在红树伟业）,最佳路线问题,基于虚拟仪器技术的智能车仿真系统,特点：,赛道与赛车环境模拟,控制算法的仿真验证,路径识别的方案分析,离线,/,在线仿真相结合,基,本,构,架,赛道设计界面,官方论坛推荐：红树伟业智能车专业店,-,致力于服务师生（更多资料都在红树伟业）,最佳路线问题,基于虚拟仪器技术的智能车仿真系统,赛车参数设定界面,官方论坛推荐：红树伟业智能车专业店,-,致力于服务师生（更多资料都在红树伟业）,最佳路线问题,基于虚拟仪器技术的智能车仿真系统,动态仿真界面,官方论坛推荐：红树伟业智能车专业店,-,致力于服务师生（更多资料都在红树伟业）,飞思卡尔单片机介绍,官方论坛推荐：红树伟业智能车专业店,-,致力于服务师生（更多资料都在红树伟业）,飞思卡尔单片机介绍,官方论坛推荐：红树伟业智能车专业店,-,致力于服务师生（更多资料都在红树伟业）,飞思卡尔单片机介绍,官方论坛推荐：红树伟业智能车专业店,-,致力于服务师生（更多资料都在红树伟业）,飞思卡尔单片机介绍,官方论坛推荐：红树伟业智能车专业店,-,致力于服务师生（更多资料都在红树伟业）,硬件设计的一般流程,1,、确立设计需求,2,、选择合理的方案,3,、绘制原理图和,PCB,图,4,、焊接、组装,5,、电路调试,6,、实际环境验证,官方论坛推荐：红树伟业智能车专业店,-,致力于服务师生（更多资料都在红树伟业）,软件设计的一般流程,1,、确立软件需求,2,、构思软件结构,3,、算法设计,4,、选择硬件平台,5,、编制程序,6,、仿真及调试,7,、软件维护,官方论坛推荐：红树伟业智能车专业店,-,致力于服务师生（更多资料都在红树伟业）,软硬件设计注意事项,1,、可靠性,2,、易用性,3,、创新及先进性,注意事项：,官方论坛推荐：红树伟业智能车专业店,-,致力于服务师生（更多资料都在红树伟业）,工程化方法与团队精神,齐心协力，在才能上互补，共同完成目标任务的保证就在于发挥每个人的特长，并注重流程，使之产生协同效应。,法拉利车队人员各尽其责,团结就是力量,!,官方论坛推荐：红树伟业智能车专业店,-,致力于服务师生（更多资料都在红树伟业）,答疑时间,欢迎大家踊跃提问,赛车的意义,汽车及车模简介,电池使用方法,赛道及比赛规则,研究项目介绍,关于电机驱动,关于舵机驱动,关于赛道检测方式,最佳路线问题,飞斯卡尔单片机介绍,软硬件设计注意事项,工程化方法与团队精神,内容点回顾,主讲,:,张树波,官方论坛推荐：红树伟业智能车专业店,-,致力于服务师生（更多资料都在红树伟业）,“车”乃人之力“卒”乃人之本,官方论坛推荐：红树伟业智能车专业店,-,致力于服务师生（更多资料都在红树伟业）,官方论坛推荐：红树伟业智能车专业店,-,致力于服务师生（更多资料都在红树伟业）,