智能车技术报告

(文章目录)

一、整体思路

以mcu为核心控制单元，通过摄像头检测赛道信息（边缘，十字，障碍等），使用模拟比较器对图像进行硬件二值化，提取黑色引导线用于赛道识别；通过编码器检测模型车实时速度用于反馈，通过PID算法控制电机转速和舵机角度，实现闭环控制。
硬件电路分为：主控模块、传感器模块、电源模块、电机驱动模块、速度检测模块、车距检测模块、通信模块和蓝牙串口等辅助调试模块、舵机驱动模块。
硬件电路设计思想在保证正确检测信号的同时的前提下，尽可能精简电路，减小电路板体积，优化结构。
在原理图与 PCB的设计过程中，考虑到各个功能模块的电特性以及之间的耦合作用。对易受干扰的模块做了电磁屏蔽作用，而其他部分则做了相应的接地、滤波、模拟与数字电路的隔离等。

二、具体模块

1.驱动模块
常见的电机驱动设计有两种：集成电机驱动芯片，采用N沟道MOSFET和专用栅极驱动芯片设计。
集成芯片：电路可靠性高、性能受限，比赛的电机内阻小、集成芯片内阻大，增加了回路总电阻，此时直流电动机转速降落大，效率低，性能不好。

分立式的N沟道MOSFET有极低的导通电阻，栅极驱动电路提高开关速度，有防同臂导通、硬件死区、欠电压保护等功能，可靠性高。
驱动芯片 MC33886 内部具有短路保护、欠压保护、过温保护等功能，但缺点是内阻较大,通过电流有限, 为了增大电流驱动能力，将四个半桥并联使用。
H 桥集成电路,如 MC33886；集成半桥电路,如 BTS7960 等；MOS 管搭建的 H 桥电路。

BTN8982芯片：正常输出电流可以达到 50A，输出阻抗正常情况为 9 毫欧左右，阻抗越小，芯片的发热量越小，功耗也就越小；集成了 H 桥驱动器以及由 MOS 管组成的半 H 桥电路，设计简单，布局方便。
三、传感器
*

1.摄像头

•   一类为CCD摄像头，另一类为CMOS摄像头。
  

COMS 摄像头具有体积小、质量轻、功耗低、图像动态特性好等优点，因为小车对图像的清晰度，分辨率要求并不高，所以选用 COMS 摄像头。
对动态特性要求非常高，特别是小车在高速行驶入弯或者出弯的时候，图像变化较大，这就对摄像
头的自动增益有较高的要求。
1 、芯片大小
2 、自动增益
3 、分辨率高
4 、最小照度
5 、信噪比
6 、标准功率
7 、扫描方式

2.速度检测模块

用编码器进行速度控制，采集脉冲测算轮子的实时速度，读取编码器旋转方向脚的高低电平来检测电机的正反转，进行速度PID处理，由差速控制车模转弯
其原则是两个传动齿轮保持平行，齿轮间的配合间隙要合适，过松容易打坏齿轮，过紧又会增加传动阻力；传动部分要轻松、顺畅容易转动。判断齿轮传动是否调整好的一个依据是听一下电机带动后轮空转时的声音。声音刺耳响亮说明齿轮间的配合间隙过大，传动中有装齿现象；声音闷而且有迟滞说明齿轮间的咬合过紧，或者两齿轮轮轴不平行，电机负载加大。
512线龙邱编码器
处理器通过读取编码器脉冲数来实现小车速度的检测，通过读取编码器旋转方向脚的高低电平来检测 电机的正反转。编码器原则上轻，小为好

3.人机交互

为方便调试，加入了蓝牙接口，设置按键，OLED显示屏，无限串口向上位机，拨码开关，屏幕接口与蜂鸣器反馈小车的各参数，传感陀螺仪模块可调整小车在行驶过程中姿态。加入了OLED按键模块，配合W25Q128芯片Flash，用于参数修改。且OLED板子做成直插式，在不占用额外面积的前提下，实现了平面的最大化利用，且方便拆取。

4.通讯部分电路

常用的通讯方式有串行通讯和并行通讯二种方式。由于串行通讯方式具有使用线路少、成本低，特别是在远程传输时，避免了多条线路特性的不一致而被广泛采用。在串行通讯时，要求通讯双方都采用一个标准接口，使不同的设备可以方便地连接起来进行通讯。RS-232 接口是目前最常用的一种串行通讯接口。具有速度快，可靠性高的特点```

四、电源设计

飞思卡尔竞赛专用电池标准电压7.2V,六颗1.2V镍镉充电电池串成。
压降3.3V的芯片:TPS7333、HT1003、HT1004、1117 系列等许多芯片

电源需要有防反接、过流、过压作保护处理，主要通过二极管、保险丝、稳压二极管实现。
电源要保证稳定噪音小，线性电源纹波噪声小

总结

学习上一代原理图，根据比赛规则制定整体规划方案
计划于1月底之前完成第一代电路板的打制

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Gamma公式展示 $\Gamma (n)=(n-1)!\forall n\in \mathbb{N}$ 是通过欧拉积分

$$\Gamma (z)={\int }_0^{\infty }{t}^{z-1}{e}^{-t}dt.$$

你可以找到更多关于的信息 LaTeX 数学表达式here.

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