第一篇：智能車制作歷程及總結

智能車制作歷程

任何時候做任何事情都需要清醒的頭腦和恰當的時間，正因為今天校賽剛剛結束現在頭腦很清醒，感觸是最多的時候，我想現在寫下這篇文章應該是最好的。

回首剛去年十月之前，我還是一個一無所知的莽撞的剛步入大三對未來迷茫的小子。因為我所讀的專業開了單片機這門專業課，而恰好我班上有幾個同學又進入了藍博芯科實驗室，在課余我也買了一塊51單片機開發板看著視頻自學著，剛開始學習單片機的時候感覺好吃力，因為什么東西都是從零開始，但是由于視頻上是手把手教學，所以勉強還是懂的一些。接觸起來發現電子挺不可思議的，高科技，很絢麗也很實用。畢竟是自學，而且還是在寢室沒有什么計劃，所以學一陣子忘一陣子。

后來到了大三上學期也就是十月份的時候，志鵬告訴我實驗室要招新成員了。那個時候我對自己不是很自信，認為自己學到的東西不多沒有實力，可能通不過面試，但是眼看著志鵬他們這么的有激情在實驗室不停歇的動手做一些很有意思的事情。考慮到我對電子還是很感興趣的，也希望能跟著高手們學習一點技術。就這樣我去面試了，做好了充足的準備，端正我自己的態度后，我到實驗室來，第一次看到了傳說中的何松。當時就很震驚，和我想象的何松差別好大。感覺他很平易近人，第一次就可以從他的身上看到了一個青年應有的熱情和自信，還有對學習的渴望。還記得面試的時候我一個勁的跟幾個面試的學長訴說了我對實驗室的向往，對電子的熱情，以及我個人的態度。

感謝松哥對我的信任，將我招入實驗室。沒有想到就進入實驗室成為了我大學的一個轉折點，我清楚的記得十月份剛進入實驗室的時候，我整個人就像發了瘋似得。入魔般的一頭就扎進了單片機里面，全身心的就投入了實驗室，就好像我在這個實驗室呆了很久似得，每天都會過來實驗室，早起晚歸學習單片機，學習制作PCB板，而且這個習慣就維持到了現在。有的時候晚上做夢都會夢到自己程序上的問題，這些個時候就是我最最充實的時候，因為我感覺我每天都會學到很多東西都會有突破，而且每天還會遇到很多問題，一個階段一個階段這樣循環下去發現自己有了很大的進步。

進入十一月份的時候，也就是我轉變最大的時候了。那是一次上課楊大勇老師邀請松哥到我們教室演講，像我們介紹他自己制作的激光光電智能車，那是他參加華南賽區獲得三等獎的作品。看著他津津有味地向我們介紹小車的時候，我就在想，要是我能做出自己的小車那該多好啊。

后來我找到松哥向他了解了下制作智能車需要具備什么條件，他告訴我說一切從零開始，僅僅需要些單片機基本功。于是我就下定了決心，決心要去參加比賽了。那個時候王志鵬他們已經組了一個隊。我沒有隊友，就想著實驗室其他的人是否想做小車，剛好唐麗君也想做車子，但是還是缺一個人。沒辦法了，先就兩個人組成一個隊伍先。我把51單片機各部分都用了一遍之后，就制作了幾個小模塊。算是我的處女作吧，還記得那是一個溫度報警器，現在想想真是太簡單了，不覺自己都會傻傻的笑話那個時候的我。

到那個時候我開始有些許的迷茫，做小車不知道先從哪里下手。松哥跟我說是時候開始可以買一個更高級的單片機了。正好那個時候我的第三個隊友出現了，他是肖甲。于是我信心希望有大增。我們一起出錢買了一個16位的飛思卡爾單片機—MC9S12XS128，還有一大包的元器件，電阻電容都一大堆。由于我的進度是我們三個人里面最快的，在我學完51單片機后，我開始學習Altium Designer09 PCB畫板，但是當我學會畫板的時候其他的兩個隊友還在學習51單片機。但是時間也就不等人。那個時候到了期末，也就是12月份了，我們都開始了復習，他們在實驗室的時間明顯少了，唐麗君有點時候一個星期都不來一次，只有我和肖甲還在為小車奮斗著。在臨近期末的時候，我還做了一塊主板出來，寒假還帶回家了。

寒假在家沒怎么學習，寒假結束之后，回到學校。整個人的奮斗精神有來了，開始不停歇的制作電路，電源。

但是這個時候，實驗室唐麗君是基本上看不到人了。有一天肖甲對我說他要去考研了，也就是不能做項目了。烙下這么一句話，就把電腦搬走了。雖然他們都走了，我還是告訴我自己，做小車這是我的決定，即使我一個人我也要堅持下去。但是每當看著志鵬和林勇他們那樣可以三個人在一起討論的時候，我的內心偶爾會感覺到一絲涼意，但就是這涼意迫使我更有動力，因為我感覺到了壓力。每當松哥看到我的時候他都會很鼓勵我，他當時也遇到過同樣的事情，室友都走了，但是他很幸運，最后去了信工學院又組了一個隊伍。他告訴我一個人照樣能夠做成功。

大概是三月份的時候吧，我和志鵬還有志鵬的隊友吳成三個人幫張宇老師接了一個項目—機車沖動檢測。原本想這個項目會很快完成，沒有想到這個項目會持續到現在。于是我們就一邊做這老師的項目，一邊做這智能車項目。特別是三四月份的時候，那段時間好累，我們基本上是不去上課了，而且老是通宵。四月份我的攝像頭的圖像出來了，這也就意味著我突破了攝像頭的瓶頸了，那時候基本上是連續通宵了幾個晚上，后來發現這樣不行，太累了。一個人要做硬件，要做機械，要做軟件。想想都覺得自己太不容易了，而且在五樓的時候場地還這么小。沒想到的是我一個人做的小車是第一個跑起來的，也是到目前跑得最好的一個。

其實最重要的日子就是3中旬到4月底，也就是我真正沒有花太多時間在硬件和機械的時候，真正花時間在程序上的時間應該就只有一個月左右。最難調的就是舵機了，現在感慨萬千只要舵機策略調好了，速度就隨便往上加了。

當我的車子第一次在一個小賽道上跑起來的時候，那感覺太興奮了，跑完第一圈的時候我狠狠的向胸口揮了一拳，還咆哮了一兩聲。我又突破了。

當跑完一圈的時候，接下來就優化再優化了，不斷的進行調試各種參數了，PID調節速度,PD調節舵機。當調節的差不多的時候，就看著自己的小車穩當的以比較快的速度沖過各種彎道，直道。這個時候就有一種很幸福的感覺，自己的努力終于讓車子跑了起來。

今天的比賽，我看到了差距，看到了自己的不足。

首先：機械太粗糙了，攝像頭裝的不穩，太高了，也不能裝到電機上面，底盤也最好不要固定，減震系統不能去掉否則會車子跑起來會斗動。攝像頭也不要架太高。齒輪一定要嚙合好，不然車子跑起來會有很大的聲音，舵機也要裝穩，中心要對稱，否則對過不同的彎道可能會有很大的影響。

其次：電路就是主板的問題，主板一定要做好。首先是布線的問題，布線電源線要粗，信號線要短。不同的模塊之間應該給不同的芯片供電，即使是兩個模塊之間要用相同的電壓，也要用兩個芯片各自供電，這樣就可以避免一路短路燒壞全部電路了。盡量做到互不干擾。

再者：程序問題也就是關鍵的問題了。寫程序需要很細心，需要分模塊。

最后：策略問題，我個人感覺是小車的靈魂了，好的策略在舵機上是展現的淋漓盡致，攝像頭的前瞻取多少，怎么用數據，怎么控制舵機的打角。做哪個車都是盡量內切，內切的話才能跑得更快。電機照樣需要策略，怎么快速的加速，快速的加速。不同的彎道可能需要不同的剎車。這就是要看PID,和PD的控制策略了。總之攝像頭的策略問題就在數圖像數據的使用問題了，怎么使用這數據就看個人的想法了。至于策略問題我個人是沒有用好，很粗糙。

總結我自己的不足：1，不夠努力，時間不夠，一個人要做的事情太多，好想找個同等水平的隊友或者比我厲害的高手

2，機械太粗糙，跑得快的隊伍的機械都是很好，調的好的機械有幾個標準。電機跑的時候應該是沒有聲音的，有聲音說明此輪嚙合的不好；跑的時候攝像頭是不會搖晃的，如果搖晃了說明安裝的不夠好，防裝措施要做好，攝像頭固定支架不要自己粗糙的做，到網上買最好的，或者自己CAD出圖

3，賽道太粗糙，做賽道的時候應該多做直道，50CM（22.5—72.5）一定要有兩三個，小S也要有。就是要快速跑，不能太多彎道了，否則到以后好難加速。

4，程序不夠優化

5，策略粗糙，數據不好用

6, 電路電源做的不夠好，雖然可以用但是存在隱患

心得：制作智能車需要一個團隊三個人共同努力才能完成，強烈建議專門一個人負責機械和硬件，不要小看硬件，能將硬件做到很好的隊伍沒幾個更不要小看機械，機械調好了，車子就能跑得很穩很快，機械和硬件是車子的基礎，有時候基礎沒有做好其他的策略都是白費勁。程序建議要兩個人共同來完成，不能一個人專門寫程序，這樣的話很可能個人的思想是相當有局限的，程序里面出現的問題自己一個人往往容易忽略，不能很好的發現問題，多一個人討論，很多問題都會迎刃而解。我多么的希望實驗室有這樣一支隊伍，志同道合的三個人，為小車為夢想一直奮斗下去，中途不管遇到什么困難都堅持下去，都義無反顧的去付出，但是這是很難達到的，人與人的差距太大了。一個人是找不到人與人相互依賴的感覺，沒有相互信任的感覺。這樣太孤單太累了。但是我就看到了這樣的一支隊伍，他們就是攝像頭校賽的第一名，那是一支我最羨慕的隊伍，他們從一而終，半個月前和我一樣的速度，半個月后比我快多了，這半個月車子像從新做了一樣從機械到策略，都接近完美。

2012-06-09

第二篇：智能車編程總結

智能車編程總結

智能車核心是飛思卡爾xs128芯片，盡可能利用單片機里的硬件資源是程序的核心。程序理應要有漂亮的算法，但由于智能車任務不復雜，合理管理和配置硬件資源才是最重要的。? 編程步驟（關鍵找到程序框架）

I.程序第一步：通過配置寄存器來編寫單片機資源的底層程序。

A.配置總線時鐘頻率（通過鎖相環電路）

B.配置輸出PWM（脈寬調制波）功能（占空比）

C.配置定時中斷功能（PIT定時中斷）

D.配置輸入捕捉功能（脈沖累加器）

E.配置基本輸入輸出端口的電平

II.程序第二步：利用底層程序編寫各種其他硬件的驅動程序

A.驅動電機、舵機（通過PWM波）

B.驅動傳感器發射和接收（通過IO端口和PWM波）。

C.驅動碼盤測速裝置并接收。（通過輸入捕捉功能）。

III.程序第三步：連接各種硬件，順序完成巡線任務。

IV.程序第四位：利用控制思想，不斷調試和優化程序。

? 編程思想（程序關鍵要清楚）

I.盡量使各種功能都封裝成函數。

II.程序分層次，不同層次盡量寫在不同文檔中（函數層層調用）。

III.主函數中簡單明了，思路、層次分明。

IV.各種工具函數同一管理。（延時，絕對值，取最大最小值等）

V.重點參數使用全局變量方便調試。

? 控制方法：使用PID控制方法（關鍵在調試）

I.電機調試PID

（以預設速度與實際檢測的速度的差值為偏差值error）

II.搖頭舵機PID

（以傳感器偏離中心距離為偏差值error）

III.轉向舵機PID

（以搖頭舵機偏離中心的角度為偏差值error）

其他一些都是根據實際情況的一些細節處理，比如過十字交叉線，出道檢測，起點檢測等。

第三篇：智能車制作2013-2014課程期末考核安排

智能車制作課程期末考核安排

為擴大我校理工科類學生對全國大學生“飛思卡爾”杯智能汽車競賽的參與度，南昌大學教務處從2012年上半年起開設了《智能車制作（理論）》的II類通識課，相繼增設了《智能車制作（實踐）》等課程，為對智能車制作感興趣的同學提供基礎性的專業知識培訓。由于選修本課程的同學來自不同的學院不同的專業，以下列出了5種考核方式，請根據自身情況選擇其中1種進行解答，并以相應的形式完成考核；

考核提交時間為12月12日或12月19日，由本人到智能車競賽基地信工樓C114，開放時間14:00~16:00，后續所有通知請關注智能車制作2013-2014QQ群（170335720）。如有疑問，請在QQ群里發言討論，每周上課時間開設現場答疑（上課地點已改為信工樓C114）。

一、部分同學選修本課程的同時在智能車隊實驗室學習，已開始動手制作智能小車，這

些同學在課程結束時需將智能車制作的進度做個簡單匯報。匯報形式：word文檔、PPT，或者小車實物現場演示及簡短的答辯。

二、用51單片機完成以下課題的設計：

? 可調數字顯示時鐘；

? 秒表；

? 簡易計算器；

? 音樂彩燈； ? 紅外或藍牙遙控小車； ? 模擬交通燈（LED+數碼管倒計時）； ? 自制16*16點陣顯示屏，顯示學院、姓名、班級、學號等個人信息；

自選其中1個課題，完成實物作品者成績優秀，如未能完成實物作品的制作，請提交一篇規范的技術文檔；

注：電子元器件請自行選購，智能車隊可提供相應的制作指導和實驗條件。

三、電氣信息和機電相關專業的同學，可以從智能小車的機械構造及裝配、電路設計及

制作、單片機編程、傳感器運用、控制算法等方面進行分析，并整理相關技術文檔。

四、其他專業的同學，推薦以各自專業角度看智能車，從不同的視角去解讀現實生活中

科學家正在研究的智能無人駕駛汽車，并針對某個細節寫一篇的學習報告。

五、回顧本課程所講內容（包括智能車基本認識、硬件電路設計及PCB板制作、單片

機原理與應用、數字時鐘的設計與實現、傳感器用法、智能車系統調試、控制算法等），請針對其中某個小節進行具體分析，對課程學習過程的收獲進行簡要的整理，并提交相應的學習報告。

考核內容提交方式說明：

學習報告務必原創，內容中必須有自己的見解，態度不端正者將嚴肅處理，注意文檔格式及排版規范，要求紙質版打印并提交電子檔；

實物作品需現場演示并做簡要講解，并相關設計文件、仿真、作品演示視頻等資料，順利通過者成績優秀。

第四篇：智能車的傳感器知識總結

智能車的檢測元件

智能車系統主要表現為由一系列的硬件組成，包括組成車體的底盤、輪胎、舵機裝置、馬達裝置、道路檢測裝置、測速裝置和控制電路板等。本文主要總結智能車設計中使用到的傳感器（包括光電式傳感器、圖像傳感器和測速傳感器等）。

傳感器由敏感元件和轉換元件組成。敏感元件能夠隨著被測量的變化而引起某種易被測量的信號的變化，而轉換元件則將敏感元件感受或響應的被測量轉換成適于傳輸或測量的電信號部分，具體的電量形式取決于敏感元件的原理。除此之外，由于轉換元件的輸出信號一般都很微弱，為方便傳輸、轉換、處理及顯示，通常有信號調理轉換電路、輔助電路等，將轉換元件輸出的電信號進行放大或運算調制。因此，傳感器的組成通常包括敏感元件、轉換元件、信號調理轉換電路和輔助電路，如圖1所示。隨著半導體器件與集成技術的發展，傳感器的信號調理轉換電路與敏感元件、轉換元件等一起集成在同一芯片上，安裝在傳感器的殼體里。

圖1 智能汽車設計中涉及到的傳感器主要有三種：光電式傳感器、圖像傳感器和測速傳感器。

一、光電式傳感器

光電式傳感器是利用光電器件把光信號轉換成電信號的裝置。光電式傳感器工作時，先將被測量轉換為光量的變化，然后通過光電器件再把光量的變化轉換為相應的電量變化，從而實現非電量的測量。光電式傳感器的核心（敏感元件）是光電器件，光電器件的基礎是光電效應。

光電式傳感器的結構簡單，響應速度快，可靠性較高，能實現參數的非接觸測量，因此廣泛地應用于各種工業自動化儀表中。光電式傳感器可用來測量光學量或測量已先行轉換為光學量的其他被測量，然后輸出一定形式的電信號。在測量光學量時，光電器件是作為敏感元件使用；而測量其他物理量時，它是作為轉換元件使用。光電式傳感器由光路及電路兩大部分組成，光路部分實現被測量信號對光量的控制和調制，電路部分完成從光信號到電信號的轉換。圖2(a)所示為測量光量時的組成框圖，圖2(b)所示為測量其他物理量時的組成框圖。

圖2

二、圖像傳感器

圖像傳感器在智能車設計中非常常見。智能車路徑識別模塊中的攝像頭的重要組成部分就是圖像傳感器。圖像傳感器又稱為成像器件或攝像器件，可實現可見光、紫外線、X射線、近紅外光等的探測，是現代視覺信息獲取的一種基礎器件。因其能實現信息的獲取、轉換和視覺功能的擴展（光譜拓寬、靈敏度范圍擴大），能給出直觀、真實、多層次、多內容的可視圖像信息，圖像傳感器在現代科學技術中得到越來越廣泛的應用。

1．CCD圖像傳感器

CCD圖像傳感器從結構上可以分為兩類：一類是用于獲取線圖像的，稱為線陣CCD；另一類是用于獲取面圖像的，稱為面陣CCD。

（1）線陣CCD圖像傳感器

對于線陣CCD，它可以直接接收一維光信息，而不能直接將二維圖像轉換為一維的電信號輸出，為了得到整個二維圖像的輸出，就必須用行掃描的方法來實現。

（2）面陣CCD圖像傳感器

面陣CCD圖像傳感器的感光單元呈二維矩陣排列，能檢測二維平面圖像。由于傳輸與讀出方式不同，面陣圖像傳感器有許多類型，常見的傳輸方式有行傳輸、幀傳輸和行間傳輸三種。

3．攝像頭的工作原理

攝像頭以隔行掃描的方式采樣圖像，當掃描到某點時，就通過圖像傳感芯片將該點處圖像的灰度轉換成與灰度對應的電壓值，然后將此電壓值通過視頻信號端輸出。具體而言（參見圖3），攝像頭連續地掃描圖像上的一行，就輸出一段連續的視頻信號，該電壓信號的高低起伏正反映了該行圖像的灰度變化情況。當掃描完一行，視頻信號端就輸出一個低于最低視頻信號電壓的電平（如0.3 V），并保持一段時間。這樣相當于緊接著每行圖像對應的電壓信號之后會有一個電壓“凹槽”，此“凹槽”叫做行同步脈沖，它是掃描換行的標志。然后掃描新的一行，如此下去，直到掃描完該場的信號，接著會出現一段場消隱信號。其中有若干個復合消隱脈沖（簡稱消隱脈沖），在這些消隱脈沖中，有一個消隱脈沖遠寬于其他的消隱脈沖（即該消隱脈沖的持續時間遠長于其他的消隱脈沖的持續時間），該消隱脈沖又稱為場同步脈沖，標志著新的一場的到來。攝像頭每秒掃描25幀圖像，每幀又分奇、偶兩場，故每秒掃描50場圖像。

圖3

三、測速傳感器 在智能汽車設計中，測速傳感器的設計主要有兩種方案：霍爾傳感器和光電式脈沖編碼器。

1．霍爾傳感器

霍爾傳感器是基于霍爾效應原理，將電流、磁場、位移、壓力、壓差轉速等被測量轉換成電動勢輸出的一種傳感器。雖然轉換率低、溫度影響大、要求轉換精度較高時必須進行溫度補償，但霍爾傳感器具有結構簡單、體積小、堅固、頻率響應寬（從直流到微波）、動態范圍（輸出電動勢的變化）大、無觸點、壽命長、可靠性高，以及易于微型化和集成電路化等優點。

霍爾式轉速傳感器的結構，圖4是三種不同結構的霍爾式轉速傳感器。轉盤的輸入軸與被測轉軸相連，當被測轉軸轉動時，轉盤隨之轉動，固定在轉盤附近的霍爾傳感器便可在每一個小磁鐵通過時產生一個相應的脈沖，檢測出單位時間的脈沖數，便可知被測轉速。根據磁性轉盤上小磁鐵數目多少，就可以確定傳感器測量轉速的分辨率。

圖4 2．光電式脈沖編碼器

光電式脈沖編碼器可將機械位移、轉角或速度變化轉換成電脈沖輸出，是精密數控采用的檢測傳感器。光電編碼器的最大特點是非接觸式，此外還具有精度高、響應快、可靠性高等特點。

光電編碼器采用光電方法，將轉角和位移轉換為各種代碼形式的數字脈沖，如圖5所示光電

式脈沖編碼器，在發光元件和光電接收元件中間，有一個直接裝在旋轉軸上的具有相當數量的透光扇形區的編碼盤，在光源經光學系統形成一束平行光投在透光和不透光區的碼盤上時，轉動碼盤，在碼盤的另一側就形成光脈沖，脈沖光照射在光電元件上就產生與之對應的電脈沖信號。

圖5

第五篇：飛思卡爾智能車總結

關于飛思卡爾智能車尋跡

飛思卡爾智能車競賽是飛思卡爾公司贊助的由全國本科院校共同參與的一項大學生科技競賽。今年安徽省作為第一屆省級賽區，很榮幸我們專科院校也有機會共同參與。因為專業知識的匹配我們系在我們專業選拔了一些同學，我很高興能和我的隊員們并肩作戰。由于我們學校是第一參加一點經驗都沒有，指導老師也是和我們一步步探索。我們這次使用B型車做的是光電尋跡。根據需要老師把這次任務劃分為幾個模塊（尋跡模塊、電源模塊、驅動模塊、測速模塊）我的任務是做好尋跡模塊。剛開始對于黑白尋跡，我唯一的感覺就是“神奇”。后來查閱資料，通過老師的講解，知道了它的尋跡原理。所謂的尋跡就是根據黑白顏色的反光程度不一樣（白色全部反射，黑色全部吸收），來判別黑白線。

對于我們來說沒有學過傳感器的知識，在這方面還是有點含糊，所以自己專門花了一段時間來學習傳感器，通過自己的學習懂得了傳感器在電路中的作用。之后的一段時間就是對材料的選取，市場上的光電管品類繁多，每個學校用的也不一樣，我們要的是一款適合自己車的光電管，剛開始我在網上找了一些電路圖，并在南京買進了一些光電管，焊接好電路候發現跟本沒有達到自己想要的那種結果，之前一直以為是光電管的原因，后來又把光電發射與接受一體管改上去還是不行。那段時間一直耗在那個電路上停滯不前，一直想不通是什么原因。也許是靈感的，也許是出于好玩我改變了和接收管串聯的電阻阻值（把

原

來的10K

改

為

100K）得到了意想不到的效果——在不加套管的情況下接收距離提高到了十幾厘米。但是對于這樣的結果還是有些不理想因為為防止光電管之間互相的影響每個光電管得加上套管，在這種情況下我們買的光電管達不到要求。通過上網查詢，翻閱資料，和一次次的實驗我們最后選用了合肥一家的光電管（型號）。在這里我想說的是別人的經驗可以做參考但是不一定能做為自己的，就像我前面選擇光電管的電路圖，那也許對有些場合適用。作為探索階段一步步的實驗永遠是最關鍵的。

選好光電管之后就是焊接電路，通過借鑒其他學校的經驗，我們的初定方案是用14對光電管。由于條件的限制我們采用的是普通的面包板焊接電路，普通的板子最大的缺點就是長度和寬度不夠，而且布局也不自由，通過決定我們用兩塊板子拼接在一起，多用外接電路線來搭接電路。因為我們學校提倡的是動手能力，焊接這樣普通的板子我們每個同學都能很好的完成，唯一的區別就是走線比較多那就要看每個人設計和審美觀。

把板子焊好后我制作的硬件就告一段落。