基于线性CCD传感器的自导航循迹小车的制作技术报告.doc

第八届“飞思卡尔”杯全国大学生 智能汽车竞赛 技术报告 关于技术报告和研究论文使用授权的说明 本人完全了解第八届“飞思卡尔”杯全国大学生智能汽车竞赛关保留、使用技术报告和研究论文的规定，即：参赛作品著作权归参赛者本人，比赛组委会和飞思卡尔半导体公司可以在相关主页上收录并公开参赛作品的设计方案、技术报告以及参赛模型车的视频、图像资料，并将相关内容编纂收录在组委会出版论文集中。 PAGE \* MERGEFORMATI 摘 要 本文以第八届“飞思卡尔”杯全国大学生智能汽车竞赛为背景，详细阐述了基于线性CCD传感器的自导航循迹小车的制作过程。其中内容包括电路设计方案、机械结构设计与改装、算法设计与实现、参数整定和整车调试等。涉及自动控制、无线通信、传感技术、汽车电子、电气、计算机、机械、能源等多个学科。 本文主要阐述了基于coldfire核心控制器利用倒立摆模型、卡尔曼滤波器实现两轮小车的直立行走。通过线性CCD对赛道的识别，实现小车的自主循迹。利用CodeWarrior Development Studio for Microcontroller v7.2进行了代码编写，程序开发和在线调试。 关键词：Freescale 小车直立行走 coldfire 卡尔曼滤波 陀螺仪加速度计  目录 TOC \o 1-3 \h \z \u HYPERLINK \l _Toc364026436 第一章 引言 PAGEREF _Toc364026436 \h 1 HYPERLINK \l _Toc364026437 1.1 智能车研究背景简介 PAGEREF _Toc364026437 \h 1 HYPERLINK \l _Toc364026438 1.2飞思卡尔智能车竞赛介绍 PAGEREF _Toc364026438 \h 1 HYPERLINK \l _Toc364026439 1.3章节总述 PAGEREF _Toc364026439 \h 2 HYPERLINK \l _Toc364026440 第二章系统设计总方案 PAGEREF _Toc364026440 \h 4 HYPERLINK \l _Toc364026441 2.1硬件电路设计方案 PAGEREF _Toc364026441 \h 4 HYPERLINK \l _Toc364026442 2.2车模机械结构设计方案 PAGEREF _Toc364026442 \h 5 HYPERLINK \l _Toc364026443 2.3软件系统设计方案 PAGEREF _Toc364026443 \h 6 HYPERLINK \l _Toc364026444 第二章 硬件电路设计 PAGEREF _Toc364026444 \h 8 HYPERLINK \l _Toc364026445 3.1 ColdFire控制模块 PAGEREF _Toc364026445 \h 8 HYPERLINK \l _Toc364026446 3.1.1ColdFire MCF52259微控制器介绍 PAGEREF _Toc364026446 \h 8 HYPERLINK \l _Toc364026447 3.1.2 ColdFire MCF52259单片机引脚分配 PAGEREF _Toc364026447 \h 9 HYPERLINK \l _Toc364026448 3.2电源模块 PAGEREF _Toc364026448 \h 11 HYPERLINK \l _Toc364026449 3.3 加速度计和陀螺仪模块 PAGEREF _Toc364026449 \h 12 HYPERLINK \l _Toc364026450 3.3.1 加速度速度传感器 PAGEREF _Toc364026450 \h 12 HYPERLINK \l _Toc364026451 3.3.2 陀螺仪 PAGEREF _Toc364026451 \h 13 HYPERLINK \l _Toc364026452 3.4 速度检测模块 PAGEREF _Toc364026452 \h 14 HYPERLINK \l _Toc364026453 3.5 电机驱动模块 PAGEREF _Toc364026453 \h 14 HYPERLINK \l _Toc364026454 3.5.1电机驱动芯片选择 PAGEREF _Toc364026454 \h 14 HYPERLINK \l _Toc364026455 3.5.2电磁转矩数学模型及控制方式的确定 PAGEREF _Toc364026455 \h 15