飞思卡尔智能车十二届比赛细则20161207
飞思卡尔智能车大赛杭州电子科技大学杭电二队智能车技术报告
本设计采用单片机（MC9S12DG128）作为智能小车的检测和控制核心。
路径识别采用CMOS 摄像头，车速检测采用红外对管和编码盘，由MOS管组成H桥来控制驱动电机正反转的快速切换，利用PWM技术控制小车的运动速度及运动方向。
基于这些完备而可靠的硬件设计，还设计了一套PID优化算法，编写了全闭环运动控制程序，经反复测试，取得了较好的效果。
第一章引言.1 智能车系统研究内容智能车系统要求以MC9S12DG128为核心，能够自主识别路线，在专门设计的跑道上自动识别道路行驶，以最快的速度跑完全程。
其主要研究内容包括以下几个部分：电源、路径识别、直流电动机驱动及运动控制等。
1.1.1 电源根据智能车系统各部件正常工作的需要，对配发的标准车模用7.2V 1800mAh Ni-cd电池进行电压调节。
其中，单片机系统、车速传感器电路需要5V电压，摄像头的12V工作电压由DC-DC升压回路提供，伺服电机工作电压范围4.8V到6V，直流电机经过H桥路由7.2V 1800mAh Ni-cd蓄电池直接供电。
1.1.2 路径识别路径识别模块是智能车系统的关键模块之一，路径识别方案的好坏，直接关系到最终性能的优劣。
在高速度和预先判断算法的前提下，摄像头可能是寻找路径规迹的最好选择。
因为MC9S12DG128的运算处理和AD采样速度有限，因此确定合理的采样次数和合理的处理摄像头的数据是十分重要的。
舍弃非关键数据进行数据简化和制定高效率的路径规划也是一个难题。
1.1.3 直流电动机驱动直流电机的控制一般由单片机产生的PWM信号配以H桥路来完成。
为了得到更大的驱动电流和较好的刹车效果，选用低内阻的MOS管和适当的反向驱动也是必需的。
MOS管我们选取了IRF4905和IRFZ48N，在MOS管子的驱动方面我们直接使用IR公司的IR4427双道驱动芯片。
具体的H桥电路见图1.1 。
1.2 智能车制作情况整个智能车控制系统分为4部分电路板，分别为路径识别模块，单片机模块，直流电机驱动模块和速度检测模块，还有串口通讯及调试接口。
飞思卡尔新比赛细则说明
第七届全国大学生“飞思卡尔”杯智能汽车竞赛竞速比赛规则与赛场纪律参赛选手须使用竞赛秘书处统一指定的竞赛车模套件，采用飞思卡尔半导体公司的8位、16位、32位微控制器作为核心控制单元，自主构思控制方案进行系统设计，包括传感器信号采集处理、电机驱动、转向舵机控制以及控制算法软件开发等，完成智能车工程制作及调试，于指定日期与地点参加各分（省）赛区的场地比赛，在获得决赛资格后，参加全国决赛区的场地比赛。
参赛队伍的名次（成绩）由赛车现场成功完成赛道比赛时间来决定，参加全国总决赛的队伍同时必须提交车膜技术报告。
大赛根据车模检测路径方案不同分为电磁、光电与摄像头三个赛题组。
车模通过感应由赛道中心电线产生的交变磁场进行路经检测的属于电磁组；车模通过采集赛道图像（一维、二维）或者连续扫描赛道反射点的方式进行进行路经检测的属于摄像头组；车模通过采集赛道上少数孤立点反射亮度进行路经检测的属于光电组。
竞赛秘书处制定如下比赛规则适用于各分（省）赛区预赛以及全国总决赛，在实际可操作性基础上力求公正与公平。
一、器材限制规定1.各赛题组车模运行规则：a) 光电组，摄像头组：车模正常运行。
车模使用A 型车模（摄像头组）、B 型车模（光电组）。
车模运行方向为，转向轮在前，动力轮在后。
如图1所示：图1 光电组车模运行方向说b) 电磁组：车模直立行走。
使用C 型车模。
车模运行时只允许动力轮着地，车模直立行走。
如图2所示：图2 电磁组车模运行状态注：原车模的前轮（转向轮）、舵机实际上没有用了，可以去掉。
前轮的轮胎可以用作后轮的备用车胎。
●细节及改动限制见附件一。
2. 须采用飞思卡尔半导体公司的8位、16位、32位处理器作为唯一的微控制器。
●有关细节及其它电子器件使用的限制见附件二；3. 三个赛题组使用传感器限制：●参加电磁赛题组不允许使用光学传感器获得道路的光学信息，但是可以使用光电码盘测量车速；●参加光电赛题组不允许使用图像传感器获取道路图像信息进行路径检测；●参加摄像头赛题组可以使用光电管作为辅助检测手段；●非电磁组的赛道不保证有电磁信号；4. 其他事项●如果车模中禁止改动的部件发生损坏，需要使用相同型号的部件替换；●摄像头组车模改装完毕后，车模尺寸不能超过：250mm 宽和400mm长。
飞思卡尔智能车竞赛设计方案
飞思卡尔智能车竞赛设计⽅案“神马”队设计⽅案摘要本⽂以“飞思卡尔”杯全国⼤学⽣智能车竞赛为主题，介绍了智能赛车从机械结构设计到控制系统的软硬件设计流程。
本次⽐赛使⽤竞赛秘书处统⼀指定的竞赛车模及套件，采⽤飞思卡尔半导体公司的16位微控制器作为核⼼控制单元，配合不同类型的传感器、驱动电机、转向舵机、直流电池、以及相应的驱动电路，使赛车能够⾃主识别路径，并控制模型车⾼速稳定地在跑道上运⾏，在规定时间内完成跑完赛道的任务。
第⼀章背景1.1“飞思卡尔”杯背景介绍“飞思卡尔”杯全国⼤学⽣智能车竞赛是在飞思卡尔半导体公司资助下举办的以S12 单⽚机为核⼼的⼤学⽣课外科技竞赛。
使⽤⼤赛组委会统⼀提供的竞赛车模、转向舵机、直流电机和可充电式电池，采⽤飞思卡尔 16 位微控制器MC9S12DB128B作为核⼼控制单元，⾃主构思控制⽅案及系统设计，包括传感器信号采集处理、控制算法及执⾏、电机驱动、转向舵机控制等，完成智能车⼯程制作及调试，于指定⽇期与地点参加场地⽐赛。
⽐赛成绩主要由赛车在现场成功⾏驶完赛道的时间为主。
全国⼤学⽣智能汽车竞赛所使⽤的车模是⼀款带有差速器的后轮驱动模型赛车，它由⼤赛组委会统⼀提供。
参赛队伍通过设计单⽚机的⾃动控制器控制模型车在封闭的跑道上⾃主循线运⾏。
在保证模型车运⾏稳定，即不冲出跑道的前提下，跑完两圈的时间越⼩成绩越好。
设计⾃动控制器是制作智能车的核⼼环节。
⾃动控制器是以单⽚机为核⼼，配合有传感器、电机、舵机、电池、以及相应的驱动电路，它能够⾃主识别路径，控制模型车⾼速稳定运⾏在跑道上。
⽐赛跑道表⾯为⽩⾊，中⼼有连续⿊线作为引导线，⿊线宽 25cm。
⽐赛规则限定可赛道宽度和拐弯最⼩半径等参数，赛道具体形状在⽐赛当天现场公布。
控制器⾃主识别引导线并控制模型车沿着赛道运⾏。
在严格遵守规则中对于电路限制条件，保证智能车可靠运⾏前提下，电路设计尽量简洁紧凑，以减轻系统负载，提⾼智能车的灵活性，同时坚持充分发挥创新原则，以简洁但功能完美为出发点，并以稳定性为⾸要前提，实现智能车快速运⾏。
飞思卡尔智能车竞赛赛道新规则解析
ｗ ｈ ｉ ｃ ｈ ｓ ｈ ｏ ｕ ｌ ｄ ｆ ｏ ｒ ｃ ｅ ｔ ｏ ｔ ｕ ｒ ｎ ｏｕ ｒ ｎ ｄ．ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｏｍａ ｒ ｇ ｎ ｅ ｔ ｉ ｃ ｇ ｒ ｏ ｕ ｐ ｉ ｎ ｃ ｒ ｅ ａ ｓ ｅ ｓ ９ ０ 。 ｃ ｕ ｒ ｖ ｅ ． Ｉ ｎ ｏ ｒ ｄ ｅ ｒ ｔ ｏ ｍａ ｋ ｅ ｔ ｈ ｅ ｖ ａ ｒ ｉ ｏ ｕ ｓ ｔ ｙ ｐ ｅ ｓ ｏ ｆ ｃ ａ ｒ ｍｏ ｄ ｅ ｌ ｓ
Ａｎ ａ ｌ ｙ ｚ ｉ ｎｇ ｔ ｒ ａ ｃ ｋ ｎｅ ｗ ｒ ｕｌ ｅ ｓ ｉ ｎ ｔ ｈｅ Ｆｒ ｅ ｅ ｓ ｃ ａ ｌ ｅ ｓ ｍａ ｒ ｔ ｃ ａ ｒ ｃ ｏ ｎ ｔ ｅ ｓ ｔ
Ｊ Ｉ Ａ Ｃｈ ａ ｏ，Ｂ Ｏ Ｘｕ — ｆ ａ ｎ ｇ ，ＣＨＥＮ Ｘｉ ａ ｏ — ｆ ａ ｎ ｇ ，ＡＮ Ｗｅ ｎ — ｑ ｉ ａ ｎ，Ｌ Ｉ Ｋｕ ｎ
够 快 速 安 全 的 通 过 各 种 类 型 的赛 道 起 着很 大 的 作 用 。
关 键 词 ：飞 思 卡 尔 ；智 能 车 ； 新 规 则 ：处 理 方 法
中图分类号 ： Ｔ Ｎ ９ １ １ ． ７ ２ 文献标识码 ： Ａ 文 章 编 号 ：１ ６ ７ ４ — ６ ２ ３ ６ （ ２ ０ １ ５ ） ０ ９ — ０ ０ ４ ９ — ０ ３ 第２ Fra bibliotek卷 第 ９期
飞思卡尔杯全国大学生智能车邀请赛比赛规则-高等教育处
2018年四川省大学生智能汽车竞赛竞速比赛规则与赛场纪律四川省大学生智能汽车竞赛是面向四川省大学生的一种具有探索性工程实践活动，旨在促进四川省高等学校素质教育，培养大学生的综合知识运用能力、基本工程实践能力和创新意识，提升四川省属高校参加全国大学生智能汽车竞赛的获奖名次和获奖比例，展示四川省内高校教育质量工程建设和教育教学改革的丰硕成果。
参赛选手须使用竞赛组委会统一指定的竞赛车模套件，采用8位、16位、32位微控制器作为核心控制单元（建议优先采用飞思卡尔半导体公司MCU），自主构思控制方案进行系统设计，包括传感器信号采集处理、电机驱动、转向舵机控制以及控制算法软件开发等，完成智能车工程制作及调试，于指定日期与地点参加场地比赛。
参赛队伍的名次（成绩）由赛车现场成功完成赛道比赛时间来决定。
总结第十二届比赛规则与经验，为了兼顾现在比赛规模的要求，同时避免同组别内出现克隆车的情况，能够便于参赛学校在有限的场地内使用兼容的赛道完成比赛准备，竞速比赛将按照五个类别进行设置分别为：1. 四轮光电组2. 两轮直立组3. 三轮电磁组：4. 无线节能组：5. 双车汇车组。
竞赛组委会制定如下比赛规则适用于本次比赛，在实际可操作性基础上力求公正与公平。
一、比赛器材1、车模说明1：东莞博思公司对于C,D 两种车型都进行了改进增强。
在本届比赛中双车会车组只允许使用新版C车模。
旧版C车模只能够在节能组中使用。
新旧D车模可以同时使用。
说明2：北京科宇通博科技有限公司对于 B 车模进行了改进。
在本届比赛中，允许新旧版B车模同时使用。
2、电子元器件（1）微控制器采用恩智浦公司的8 位、16 位、32 位系列微控制器作为车模中唯一可编程控制器件。
在三轮电磁组，二轮直立组以及无线节能组只允许使用恩智浦公司的KEA 系列的MCU，其它组别对于单片机系列不限制。
如果无线节能组使用了摄像头传感器进行赛道检测，则可以使用KEA 系列之外的其它NXP 公司MCU。
飞思卡尔赛道
赛道基本参数
本赛道基本参数不包括拐弯点数目、位置以及整体布局。
一、赛道路面用专用白色基板制作，预赛阶段，跑道所占面积在5m×7m左右，决赛阶段时跑道面积可以增大；
二、赛道宽度不小于50cm；
三、跑道表面为白色，中心有连续黑线作为引导线，黑线宽25mm。
铺设赛道地板颜色不作要求，它和赛道之间可以但不一定有颜色差别；
四、赛道中心黑色线下铺设有直径0.1mm-0.3mm漆包线，其中通有20KHz，100mA的交变电流。
频率范围20K±2K，电流范围50mA-150mA（可购买全新的漆包线，也可以通过拆卸二手变压器线圈获得）；
五、跑道最小曲率半径不小于50cm；
六、跑道可以交叉，交叉角为90°\u12290X；
七、赛道直线部分可以在坡面道路上，坡度在15°\u20043X内，包括上坡与下坡道路；
八、赛道有一个长为1m的出发区，如下图所示，计时起始点两边分别有一个长度10cm黑色计时起始线，赛车前端通过起始线作为比赛计时开始或者结束时刻。
在黑色计时起始线中间安装有永久磁铁，每一边各三只。
磁铁参数：直径7.5mm-15mm，高度1mm-3mm，表面磁场强度3000Gs-5000Gs。
赛道示意图。
全国大学生智能车竞赛与飞思卡尔S12单片机
器品庐国ｇ晤Ｔｅｃｂｎ０１０影ＰｒｏｄＩｌｃｔｓＣＯＩｕｎｍ全国大学生智能车竞赛与飞思卡尔Ｓ１２单片机飞思卡尔半导体（中国）有限公司又值盛夏，一年一度的全国大学生智能车竞赛暨第二届“飞思卡尔”杯大赛正在紧锣密鼓地开展。
在２００６年全国５９所大学１１２支参赛队伍的基础上，２００７年的大赛规模扩大到近２００所大学，参赛队伍超过３００个。
７月份在全国五个赛区展开的预赛异常激烈，各个赛区的优胜队伍将于８月底在上海交通大学进行总决赛的角逐。
关于全国大学生智能汽车竞赛为汽车竞赛而设的ｓ１２平台全国大学生智能汽车竞赛是教育部为了加强大飞思卡尔ｓ１２系列具有１６位解决方案的固有学生实践、创新能力和团队精神的培养而设立的大优势，如代码简短高效、功耗低、体积小、开发成学生设计竞赛。
ｔ・飞思卡尔，，杯全国大学生智能车本低、可升级到５０ＭＨｚ，同时能够达到通常只有赛由高等学校自动化专业教学指导分委员会主办，３２位控制器才能达到的性能水平，这些显著优点飞思卡尔半导体公司协办，并由各个分赛区的承办来源于增强ｃＰｕ，以及与ｘＧＡｒＩＥ协同处理器的结大学组织。
比赛以迅猛发展的汽车电子为背景，涵合。
ｓ１２是一个非常成功的芯片系列，被广泛应用盖了控制、模式识别、传感技术、电子、电气、计于各种汽车电子，例如引擎管理、安全气囊、车身算机、机械等多个学科。
自启动以来，获得具有控电子、汽车网络和资讯娱乐等，被全球领先的汽车制科学与工程学科博士授予点的、包括港澳地区在生产商采用，并具有为中国市场度身定造的适宜价内的有关高校大学生的积极响应。
所有参赛人员参格和性能。
加了飞思卡尔ｓ１２微控制器应用短期强化培训课程，并组队进行自主设计、制作及调试，通过校内比赛选出最强的队伍，代表学校参加全国比赛。
竞赛以飞恩卡尔的汽车用Ｓ１２微控制器芯片作为智能模型车的主控芯片。
组委会提供统一智能车竞赛车模、飞思卡尔的单片机ＨＣＳｌ２开发板、开发软件ｃｏｄｅｗａｒＩｉｏｒ＠和在线调试工具等。
飞思卡尔智能车竞赛培训教程
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；
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
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
•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
研究项目介绍
模型车电机特性
电机特性和MC33886芯片
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。
舵机的控制方法
式； 定时器中断方式； PWM硬件产生方式； 等；
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；
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
关于舵机驱动
使用S12 PWM输出控制舵机
舵机简介 S12 PWM控制舵机
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竞速比赛规则
模 拟 复 杂 工程问题能力 培养－－－－
智能车竞赛教
学活动
智能车竞赛秘书处 2016-11-1
2016
清华大学中央主楼自动化系
目录
第十二届竞赛规则导读 ................................................................................................................... 4 一、前言...........................................................................................................................................6 二、比赛器材...................................................................................................................................8
2、环境...................................................................................................................................19 （1）赛道场地 ............................................................................................................... 19 （2）环境光线 ............................................................................................................... 19 （3）赛场围挡： ........................................................................................................... 19
2、电子元器件 ......................................................................................................................... 9 （1）微控制器 ................................................................................................................. 9 （2）传感器 ................................................................................................................... 10 （3）伺服电机 ............................................................................................................... 10
四、比赛任务.................................................................................................................................21 A、光电类-光电四轮组 .........................................................................................................21 （1）车模 ....................................................................................................................... 21 （2）传感器 ................................................................................................................... 21 （3）比赛赛道 ............................................................................................................... 21 （4）比赛任务 ............................................................................................................... 21 B、光电类-光电直立组 .........................................................................................................22 （1）车模 ....................................................................................................................... 22 （2）传感器 ................................................................................................................... 22 （3）比赛赛道 ............................................................................................................... 22 （4）比赛任务 ............................................................................................................... 22 C、电磁类-电磁普通组 .........................................................................................................22 （1）车模 ....................................................................................................................... 22 （2）传感器 ................................................................................................................... 23 （3）比赛赛道 ............................................................................................................... 23
1、车模.....................................................................................................................................8 （1）车模的种类 ............................................................................................................. 8 （2）车模修改要求 ......................................................................................................... 9
3、电路板..................................ห้องสมุดไป่ตู้............................................................................................11 三、比赛环境.................................................................................................................................11
3、计时裁判系统 ................................................................................................................... 19 （1）车模计时磁标 ....................................................................................................... 19 （2）计时系统 ............................................................................................................... 20