飞思卡尔智能车竞赛策略和比赛方案综述
飞思卡尔智能车比赛细则
2016目录第十一届竞赛规则导读参加过往届比赛的队员可以通过下面内容了解第十一届规则主要变化。
如果第一次参加比赛，则建议对于本文进行全文阅读。
相对于前几届比赛规则，本届的规则主要变化包括有以下内容：1.本届比赛新增了比赛组别，详细请参见正文中的图1和第四章的“比赛任务”中的描述；2.第十届电磁双车组对应今年的A1组：双车追逐组。
其它组别与新组别的对应关系请参见图2；3.为了提高车模出界判罚的客观性，规则提出了两种方法：路肩法和感应铁丝法，详细请见赛道边界判定”；4.改变了原有的光电计时系统，所有赛题组均采用磁感应方法计时，详细请参见“计时裁判系统”；5.取消了第十届的发车灯塔控制的方式；6.赛道元素进行了简化，详细请参见“赛道元素”；7.赛道材质仍然为PVC耐磨塑胶地板，但赛题组A2不再需要赛道。
8.对于车模所使用的飞思卡尔公司MCU的种类、数量不再限制。
9.比赛时，每支参赛队伍的赛前准备时间仍然为20分钟，没有现场修车环节。
一、前言智能车竞赛是从2006开始，由教育部高等教育司委托高等学校自动化类教学指导委员会举办的旨在加强学生实践、创新能力和培养团队精神的一项创意性科技竞赛。
至今已经成功举办了十届。
在继承和总结前十届比赛实践的基础上，竞赛组委会努力拓展新的竞赛内涵，设计新的竞赛内容，创造新的比赛模式，使得围绕该比赛所产生的竞赛生态环境得到进一步的发展。
为了实现竞赛的“立足培养、重在参与、鼓励探索、追求卓越”的指导思想，竞赛内容设置需要能够面向大学本科阶段的学生和教学内容，同时又能够兼顾当今时代科技发展的新趋势。
第十一届比赛的题目在沿用原来根据车模识别赛道传感器种类进行划分的基础类组别之上，同时增加了以竞赛内容进行划分的提高类组别，并按照“分赛区普及，全国总决赛提高”的方式，将其中一个类别拓展出创意类组别。
第十一届比赛的题目各组别分别如下：●基础类包括B1光电组、B2摄像头组、B3电磁直立组、B4电轨组；●提高类包括A1双车追逐组、A2信标越野组；●创意类包括I1 电轨节能组。
飞思卡尔智能车竞赛策略和比赛方案综述
飞思卡尔智能车竞赛策略和比赛方案综述一、竞赛简介起源：“飞思卡尔杯”智能车大赛起源于韩国，是韩国汉阳大学汽车控制实验室在飞思卡尔半导体公司资助下举办的以HCSl2单片机为核心的大学生课外科技竞赛。
组委会提供一个标准的汽车模型、直流电机和可充电式电池，参赛队伍要制作一个能够自主识别路径的智能车，在专门设计的跑道上自动识别道路行驶，谁最快跑完全程而没有冲出跑道并且技术报告评分较高，谁就是获胜者。
其设计内容涵盖了控制、模式识别、传感技术、汽车电子、电气、计算机、机械、能源等多个学科的知识，对学生的知识融合和实践动手能力的培养，具有良好的推动作用。
全国大学生“飞思卡尔”杯智能汽车竞赛是在规定的模型汽车平台上，使用飞思卡尔半导体公司的8位、16位微控制器作为核心控制模块，通过增加道路传感器、电机驱动电路以及编写相应软件，制作一个能够自主识别道路的模型汽车，按照规定路线行进，以完成时间最短者为优胜。
因而该竞赛是涵盖了控制、模式识别、传感技术、电子、电气、计算机、机械等多个学科的比赛。
该竞赛以飞思卡尔半导体公司为协办方，自2006年首届举办以来，成功举办了五届，得到了教育部吴启迪副部长、张尧学司长及理工处领导、飞思卡尔公司领导与各高校师生的高度评价，已发展成全国30个省市自治区200余所高校广泛参与的全国大学生智能汽车竞赛。
2008年第三届被教育部批准列入国家教学质量与教学改革工程资助项目中9个科技人文竞赛之一（教高函[2007]30号文，附件2），2009年第四届被邀申请列入国家教学质量与教学改革工程资助项目。
分赛区、决赛区比赛规则在分赛区、决赛区进行现场比赛规则相同，都分为初赛与决赛两个阶段。
在计算比赛成绩时，分赛区只是通过比赛单圈最短时间进行评比。
决赛区比赛时，还需结合技术报告分数综合评定。
1．初赛与决赛规则1）初赛规则比赛场中有两个相同的赛道。
参赛队通过抽签平均分为两组，并以抽签形式决定组内比赛次序。
飞思卡尔智能车总结模版（2篇）
飞思卡尔智能车总结模版脚踏实地艰苦风斗我有幸能够参加____年全国点学生飞思____智能车竞赛，在这次竞赛中我们学到了很多，有专业方面的知识，比如单片机，各类传感器，不同芯片间的通信等等，也学会了一些书本上没有的东西，比如团队合作，如何网上购买到好的元器件，如何布局pcb板上各个元器件的位置等。
为了这次比赛，学校提前好久就开始准备了。
只是我们的课程比较多，平时去实验室的机会不是很多，为此我们也很伤脑筋。
终于等到寒假了，我们几个全身心的投入到这次比赛的准备中。
每天早上起来买点早餐就直奔实验室，白天动手做下硬件，晚上回到宿舍在就看下理论，联系编程。
这样的日子我们一点都没有感觉到累，每天都希望自己会学到更懂得东西，好似饿了许久的动物，得到了食物一般。
每天感觉都那么充实，想想大学里前两年学到的东西还没有那个寒假学到的东西多。
寒假里我们把历届的技术报告都看了看，这期间学到不少东西，尤其是对各类元器件的认识及使用。
真是受益匪浅。
接下来就是一些以前失败的经验，希望能有所参考。
比赛前在不注重实际赛道和自己练习赛道的区别，赛道一变，以前调试的结果都将无效。
所以，谨记一点，一定要吧硬件做好，比赛前一定好好利用好试车时间，多注意自己的赛道和比赛的赛道的区别，注意摩擦程度，光线的亮暗，空气的潮湿程度等。
其次是传感器的____，这次我们选用的是激光做传感器。
这个传感器相比其它传感器有很多优点，比光电的射的远，而且稳定性高，但是激光的很贵，所以提前一定要看好电路图，____一定要够稳固，不然后期传感器坏起来就头疼了。
我们以前有好多关键时刻传感器出问题失败的例子，不胜枚举，经验惨痛。
如果____不好，系统不够稳定，导致在比赛失败，而且平时调试浪费了好多宝贵的调试时间。
这一点，谨记，硬件固定一定要牢固。
其次是装配，各个模块间的连接线固定不牢靠。
使得导线接触不良，导致小车参赛时好几次冲出跑道(其中一个传感器的输入信号接触不良造成的)。
2024年飞思卡尔智能车总结（四篇）
2024年飞思卡尔智能车总结关于飞思____智能车轨迹追踪竞赛飞思____智能车竞赛，由飞思____公司赞助，是一项全国本科院校共同参与的科技竞赛活动。
今年，安徽省有幸成为第____届省级赛区，我们专科院校也有幸参与其中。
基于专业的匹配，我们系在本专业中选拔了一些同学，我非常荣幸能与我的团队并肩合作。
由于我们学校初次参加，缺乏经验，指导老师正与我们一起逐步探索解决方案。
我们选择使用B型车进行光电寻迹任务。
根据任务需求，老师将其划分为几个关键模块（寻迹模块、电源模块、驱动模块、测速模块），我负责的是寻迹模块的构建。
起初，对于黑白寻迹，我仅感到“神秘”。
通过查阅资料和老师的指导，我理解了其寻迹原理。
这主要基于黑白颜色对光的反射差异（白色完全反射，黑色完全吸收）来识别黑白线。
由于我们之前未接触过传感器知识，对此领域略感模糊，因此我专门投入时间学习传感器，理解了其在电路中的功能。
接下来，我们面临材料选择的挑战，市场上的光电管种类繁多，各校使用的也不尽相同。
我们需要找到一款适合我们车辆的光电管。
我最初在网上找到一些电路图，并购买了一些光电管进行焊接，但结果并未达到预期。
我一度认为问题出在光电管上，但即使更换为光电发射与接收一体管，问题仍未解决。
在一段时间的停滞和反复试验后，我尝试调整了与接收管串联的电阻值（从10k改为100k），意外地提高了接收距离，达到十几厘米。
这仍不理想，因为为了防止光电管之间的相互影响，每个光电管都需要加上套管，而我们购买的光电管无法满足这一要求。
经过深入研究，查阅资料，以及反复实验，我们最终选择了____公司的光电管（型号）。
我想强调的是，他人的经验可以作为参考，但不一定适用于我们自身，就像我之前选择的光电管电路图，可能在某些情况下适用，但在我们的特定需求下并不理想。
在探索阶段，逐步实验始终是至关重要的。
确定光电管后，我们进入了电路焊接阶段。
我们借鉴了其他学校的经验，初步决定使用____来配置光电管。
第二届“飞思卡尔”杯全国大学生智能汽车竞赛
第二届“飞思卡尔”杯全国大学生智能汽车竞赛主办单位：高等学校自动化专业教学指导分委员会协办单位：飞思卡尔半导体公司承办单位：东北赛区－东北大学华北赛区－天津工业大学华东赛区－上海邮电大学西南赛区－重庆大学华南赛区－深圳大学决赛承办－上海交通大学媒体支持：《电子产品世界》杂志和网站/edu比赛目的1.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，进一步深化高等工程教育改革。
2.培养本科生获取知识、应用知识的能力及创新意识，培养硕士生从事科学、技术研究能力。
比赛平台与比赛内容1.比赛以飞思卡尔汽车用微控制器芯片作为智能模型车的主控芯片。
组委会提供统一的竞赛车模、飞思卡尔单片机HCS12开发板、开发软件CodeWarrior®和在线调试工具等。
2.参赛队伍在车模平台基础上，制作一个能够自主识别路线的智能车，在专门设计的跑道上自动识别道路行驶。
综合赛车单圈最短时间、技术报告质量等项的分数进行评奖。
各分赛区预赛地点和时间：东北赛区－东北大学：7月30－31日华北赛区－天津工业大学：7月14－15日华东赛区－上海邮电大学：7月14－15日西南赛区－重庆大学：7月18－20日华南赛区－深圳大学：7月18－20日决赛时间和地点：时间：8月24日星期五 9am－5pm8月25日星期六 9am－12noon地点：上海交通大学综合体育馆决赛奖励办法1. 特等奖1队，奖金叁万元人民币，流动奖杯以及固定奖杯各一个。
2. 一等奖3队，每队壹万元人民币和奖状3. 二等奖6队，每队伍千元人民币和奖状4.三等奖（顺利完成比赛的前40支队伍，不含一、二、三等奖队伍），奖品和奖状5．优秀奖（顺利完成比赛的其余参赛队），奖品“飞思卡尔”网上有奖倡言活动－我心中的绿色汽车时代为了配合本次智能车设计竞赛的开展，吸引更多青年学生和公众的参与，特举办飞思卡尔网上有奖倡言活动－我心中的绿色汽车时代。
机电学院第七届飞思卡尔智能车大赛策划书
机电学院第七届飞思卡尔智能车大赛策划书活动背景：在当前受金融危机的情况下，我国大学生的就业问题面临着前所未有的挑战，为我院学生能在就业上占据优势，为我院学生创造更好的就业前景，切实提高我院大学生的专业技能，顺应国家改变经济发展方式的潮流，体现节能减排的思想，更是为了全面贯彻落实“科教兴国战略”和深入实践科学发展观以及落实“十二五”规划的重要举措，从而促进我国经济又好又快发展，而举办此次活动。
活动目的：为挖掘我院学生的创新潜力，增强我院学生的合作意识，提高学生的团结协作能力，促进学生的学与用相结合，培养我们学生的动手实践能力，加强课内教学与社会产业的有效联系，加快我院校园文化建设的进程，创造良好的学习氛围，把学生的综合素质提高到更高的水平，为学生提供一个展示自己才能、展示自我的重要平台。
同时全面提升我院学生的设计及制造能力，更重要的是要通过这样的活动提升我院学生就业创业能力，进一步拓宽就业创业渠道，努力打好基础，从而为实现我国“十二五”规划的各项指标奠定基础和作出应有的贡献。
主办单位：机电学院学生工作室承办单位：机电学院团总支学生会协办单位: 机电学院学生会网络信息部活动对象：机电学院全体全日制普通本科学生活动时间：2011年5月8日～2011年7月2日活动地点：西校区室内篮球场组队规则：以团队的形式报名参赛（每队人数为3—8人）活动形式：参赛作品必须为完整的、能在规定程序的轨道上行走的智能车，由学生团队完成，要求对作品的设计思路、创新之处、这样设计的理由及其市场前景进行书面阐述。
（2500以上，可附图、表、数据等）活动内容：参加的团队可以根据自己的见解，从汽车的外形、发动机、节能、环保、智能化等方面进行自主创新设计，设计的作品最好能做到节能、环保兼顾。
活动步骤：一、赛前筹备：1、5月8日召开各班团支书会议，传达比赛的内容，要求团支书传达会议内容及相关注意事项，并积极动员班内同学踊跃参与，要求大二、大三每个班至少有两支队伍参赛；（大一的可以自由参加。
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。
1.1 飞思卡尔智能车竞赛概述
第二届智能车总决赛场地
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竞赛历史——第三届，赛区+总决赛
第三届智能车大赛在东北大学举行，有551支代表 队伍参加了分区赛，104支队伍参加了总决赛。
第三届比赛保留了前两届的要求，同时又增加了跑 完全部路程起跑线在3米内停车的限制，对起跑线 的识别又提出了严格的要求。
与前两届摄像头与光电同条件参加比赛不同，本次 竞赛分为光电与摄像头两个赛题组。
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第四届智能车总决赛场地
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竞赛的发展——第五届，更具难度
增加电磁组，扩大创意组规模； 赛道变窄，提高小车控制难度； 措施更严密，一等奖以上需上交车模， 由组委会保管2年。
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我校智能车比赛成绩
第一届，2支代表队，获第10名和第19名 第二届，2支代表队，获第10名和第21名。 第三届，4支队伍参加分赛区，2支参加总 决赛，获摄像头组第1名和光电组第3名； 第四届，4支队伍参加分赛区，2支代表队 参加总决赛，获摄像头组第8名和光电组第 16名。
图1.1 美国的智能汽车
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韩国大学生智能汽车竞赛
韩国汉阳大学汽车控制实验室在飞思卡尔半导 体公司资助下举办，以HCS12单片机为核心的 大学生智能模型汽车竞赛。 组委会提供一个标准的汽车模型、直流电机和 可充电式电池，参赛队伍要制作一个能够自主 识别路线的智能车，在专门设计的跑道上自动 识别道路行驶，谁最快跑完全程而没有冲出跑 道并且技术报告评分较高，谁就是获胜者。
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第三届智能车总决赛场地
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竞赛历史——第四届，赛区+总决赛
第四届智能车总决赛在北京科技大学举行，有780 支代表队伍参加了分区赛，120支队伍参加了总决 赛。 第四届比赛保留了前三届的要求，同时又增加了 窄道、更复杂的背景、三角形标识识别等更具有 难度的内容。 增加了创意组，共有10个队经过初选进入复赛。
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。
海南师范大学第四届飞思卡尔智能汽车竞赛暨选拔赛的方案
关于海南师范大学第四届“飞思卡尔”杯智能汽车竞赛暨选拔赛的方案为确保我校在于今年7月份在湖南大学举办的第五届全国大学生“飞思卡尔杯”智能汽车竞赛华南赛区的比赛中获得良好的成绩，为了对第六届全国大学生“飞思卡尔”智能汽车竞赛集训工作进行检验和总结，从而使参赛队伍提前进入竞技状态。
也为了吸引更多的同学参与到科技和科研活动中来，充分调动我校大学生参与科技活动的积极性，培养同学们的科研素质和团队精神，激发大学生的创新意识，培养大学生实践能力、合作精神，推动学生课外科技活动的开展，更广泛地激发大学生的学习兴趣，充分调动同学们的学习积极性，从而形成良好的学习氛围和积极向上的精神风貌，经学院领导研究，决定举办海南师范大学第三届“飞思卡尔”杯智能汽车竞赛暨选拔赛，竞赛暨选拔赛具体实施方案如下：一、报名：允许全校对飞思卡尔智能车感兴趣的同学报名参加第六届全国大学生“飞思卡尔”智能汽车竞赛，不限专业，不限年级，三人一组，自愿原则，自由组队。
报名时间：2010年12月14日至24日报名地点：物电学院办公室（物理楼三楼）二、组队及参赛承诺书：按照组队方式进行组队参赛。
电磁组、光电组和摄像头组，每个题组最多报十个队伍，要求参赛各队签订参赛承诺书。
三、成立竞赛组委会1.领导指挥小组：成立由学院领导、专业教师和辅导员组成的领导指挥小组，主要负责本次比赛的发动和策划，同时负责建立筹备组、宣传组、解说组、裁判组和后勤服务组，协调并统一指挥各个小组的活动。
主任：傅军副主任：符运良成员：邝雄韦建德王长安羊大立钟久明严世胜羊现长颜丽娜曲春英吴伟刑晓晖张辽主要负责竞赛的组织和实施，协调竞赛中的各种事宜。
四、正式比赛：正式比赛分为两个阶段，具体规则如下：1、第一个阶段比赛时间：2011年3月1日至2011年4月1日由相关专业的学生自行组队，基于自愿的原则参加竞赛，选定要参加比赛的题组并签订承诺书。
在本阶段报名的同学自行购买比赛用的单片机，型号为9S12XS128，并根据自己所报的题组，购买前端传感器部分，比如摄像头、光电管或者激光管等，学院将提供铜板、舵机、电机和除单片机外的芯片、电阻电容，要求同学们将前端传感器获取信号，并用单片机对该信号进行识别和处理，继而控制舵机实行相应的转动，未能完成该部分功能的同学自行淘汰，每个题组最先完成信号识别以及舵机控制的前五个队伍进入第二阶段的比赛。
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飞思卡尔智能车竞赛策略和比赛方案综述一、竞赛简介起源：“飞思卡尔杯”智能车大赛起源于韩国，是韩国汉阳大学汽车控制实验室在飞思卡尔半导体公司资助下举办的以HCSl2单片机为核心的大学生课外科技竞赛。
组委会提供一个标准的汽车模型、直流电机和可充电式电池，参赛队伍要制作一个能够自主识别路径的智能车，在专门设计的跑道上自动识别道路行驶，谁最快跑完全程而没有冲出跑道并且技术报告评分较高，谁就是获胜者。
其设计内容涵盖了控制、模式识别、传感技术、汽车电子、电气、计算机、机械、能源等多个学科的知识，对学生的知识融合和实践动手能力的培养，具有良好的推动作用。
全国大学生“飞思卡尔”杯智能汽车竞赛是在规定的模型汽车平台上，使用飞思卡尔半导体公司的8位、16位微控制器作为核心控制模块，通过增加道路传感器、电机驱动电路以及编写相应软件，制作一个能够自主识别道路的模型汽车，按照规定路线行进，以完成时间最短者为优胜。
因而该竞赛是涵盖了控制、模式识别、传感技术、电子、电气、计算机、机械等多个学科的比赛。
该竞赛以飞思卡尔半导体公司为协办方，自2006年首届举办以来，成功举办了五届，得到了教育部吴启迪副部长、张尧学司长及理工处领导、飞思卡尔公司领导与各高校师生的高度评价，已发展成全国30个省市自治区200余所高校广泛参与的全国大学生智能汽车竞赛。
2008年第三届被教育部批准列入国家教学质量与教学改革工程资助项目中9个科技人文竞赛之一（教高函[2007]30号文，附件2），2009年第四届被邀申请列入国家教学质量与教学改革工程资助项目。
分赛区、决赛区比赛规则在分赛区、决赛区进行现场比赛规则相同，都分为初赛与决赛两个阶段。
在计算比赛成绩时，分赛区只是通过比赛单圈最短时间进行评比。
决赛区比赛时，还需结合技术报告分数综合评定。
1．初赛与决赛规则1）初赛规则比赛场中有两个相同的赛道。
参赛队通过抽签平均分为两组，并以抽签形式决定组内比赛次序。
比赛分为两轮，两组同时在两个赛道上进行比赛，一轮比赛完毕后，两组交换场地，再进行第二轮比赛。
在每轮比赛中，每辆赛车在赛道上连续跑两圈，以计时起始线为计时点，以用时短的一圈计单轮成绩；每辆赛车以在两个单轮成绩中的较好成绩为赛车成绩；计时由电子计时器完成并实时在屏幕显示。
从两组比赛队中，选取成绩最好的25支队晋级决赛。
技术评判组将对全部晋级的赛车进行现场技术检查，如有违反器材限制规定的（指本规则之第一条）当时取消决赛资格，由后备首名晋级代替；由裁判组申报组委会执委会批准公布决赛名单。
初赛结束后，车模放置在规定区域，由组委会暂时保管。
2）决赛规则参加决赛队伍按照预赛成绩进行排序，比赛顺序从第25名开始至第1名结束。
比赛场地使用一个赛道，决赛赛道与预赛赛道形状不同，占地面积会增大。
每支决赛队伍只有一次比赛机会，在跑道上跑两圈，以计时起始线为计时点，以最快单圈时间计算最终成绩；计时由电子计时器完成并实时在屏幕显示。
预赛成绩不记入决赛成绩，只决定决赛比赛顺序。
比赛过程规则按照比赛顺序，裁判员指挥参赛队伍顺序进入场地比赛。
同一时刻，一个场地上只有一支队伍进行比赛。
在裁判员点名后，每队指定一名队员持赛车进入比赛场地，将赛车放置在赛道出发区。
裁判员宣布比赛开始后，赛车应在30秒之内离开出发区，沿着环形赛道黑色引导线连续跑两圈，由计时起始线两边传感器进行自动计时。
跑完后，选手拿起赛车离开场地。
如果比赛完成，由计算机评分系统自动给出单圈最好成绩。
二、智能车软硬件设计要求1. 须采用统一指定的车模。
2. 须采用限定的飞思卡尔16位微控制器MC9S12DG128作为唯一控制处理器如果损毁了车模中禁止改动的部件，需要使用相同型号的部件替换。
车模改装完毕后，尺寸不能超过250mm 宽和400mm长，高度无限制。
附件一：智能竞赛车模的规定禁止改动车底盘结构、轮距、轮径及轮胎；禁止改动驱动电机的型号及传动比；禁止改造滚珠轴承；禁止改动舵机，但可以更改舵机输出轴上连接件；禁止改动驱动电机以及电池，车模主要前进动力来源于车模本身直流电机及电池；为了车模的行驶可以安装电路、传感器等，允许在底盘上打孔或安装辅助支架等。
附件二：电路器件及控制驱动电路限制核心控制模块可以采用组委会提供的HCS12模块，也可以采用MC9SDG128自制控制电路板,除了DG128MCU之外不得使用辅助处理器以及其它可编程器件；伺服电机数量不超过 3个；传感器数量不超过16个（红外传感器的每对发射与接受单元计为1个传感器，CCD 传感器记为1个传感器）；直流电源使用大赛提供的电池；禁止使用DC-DC升压电路为驱动电机以及舵机提供动力；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。
可以选择参数；开发软件可以选择CodeWarrior 3.1，也可以另行选择；开发调试硬件可以选择秘书处统一提供的 BDM工具，也可以另行选择；电路所使用元器件（传感器、各种信号调理芯片、接口芯片、功率器件等）种类与数量都可以自行设计选择。
附件三：赛道基本参数（不包括拐弯点数目、位置以及整体布局）赛道路面用专用白色基板制作，在分赛区以及决赛区进行初赛阶段时，跑道所占面积不大于5000mm* 7000mm，跑道宽度不小于600mm；决赛阶段时跑道面积可以增大。
赛道路面制作材料型号会在网站给出。
跑道表面为白色，中心有连续黑线作为引导线，黑线宽25mm；跑道最小曲率半径不小于500mm；跑道可以交叉，交叉角为90°；赛道直线部分可以有坡度在15度之内的坡面道路，包括上坡与下坡道路。
赛道有一个长为1000mm的出发区，如下图所示，计时起始点两边分别有一个长度100mm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与结束时刻。
三、CCD、电磁组比赛方案综述1、CCD1 .1 数据采集算法检测路径参数可以使用多种传感器件,如光电管阵列、CCD 图像传感器、激光扫描器等。
各种检测方法都有相应优缺点,其中最常使用的方法为光电管阵列和CCD图像传感器。
如何有效利用单片机内部资源进行路径参数检测,是确定检测方案的关键。
[1]CCD 传感器是一种新型光电转换器件,它能存储由光产生的信号电荷。
当对它施加特定时序的脉冲时,其存储的信号电荷便可在CCD 内作定向传输而实现自扫描。
CCD 有面阵和线阵之分,面阵是把CCD 像素排成1 个平面的器件;而线阵是把CCD 像素排成1 直线的器件。
本设计中使用线性CCD 作为图像传感元件。
在本设计中选用TSL1401CL 线性CCD,TSL1401CL线性传感器阵列由一个128×1 的光电二极管阵列、相关的电荷放大器电路和一个内部的像素数据保持器构成。
该阵列由128 个像素组成,其中每一个像素的光敏面积为3 524.3 μm2 ,像素之间的间隔是8 μm。
该芯片操作简单,只需要一个串行输入信号和一个时钟信号即可进行数据的读取。
在该曝光时间自适应策略就是一个典型的闭环控制,控制对象是线性CCD 模块的曝光时间,反馈是线性CCD 感应到的曝光量。
调节的目标是设定曝光量。
控制器的工作原理是将设定的曝光量减去实际曝光量,差值即为曝光量的偏差e,曝光量调节器用Kp 乘以e 再加上上次的曝光时间作为新的曝光时间进行曝光,曝光时间调整后直接影响实际反馈的曝光量,如此反复进行调节就能达到适应环境光的目的。
我们的做法是取一次采集到的128 个像素电压的平均值作为曝光量当量,设定的曝光量也就是设定的128 像素点平均电压。
1 .2 数据处理算法在图像处理中,采用边缘检测法检测赛道。
因为赛道采回图像电压值不同,白色赛道与黑色赛道边缘的交界处会出现图像的凹槽,也就是图像数值的下降沿。
将CCD的128 个图像点进行坐标标注,由0~127,就可以确定出两边黑线的左右值。
得到左右坐标,根据公式“中线=(左坐标+右坐标)/2”,就提取到了中线。
当然还要考虑边线丢失的情况,我们采取补线的策略,如果这一时刻坐标丢失就采用上一时刻未丢失的坐标代替,这样无论在十字弯、直道、弯道还是虚线,都可以实现很好的识别与控制,适应各种不同的赛道要求。
对电机的控制上,采用传统的PID 控制算法。
PID 控制是最早发展起来的控制策略之一。
PID 控制器综合了关于系统过去(I)、现在(P)和未来(D)三方面的信息,控制效果令人满意。
工业控制95%以上都采用了PID 结构,具有简单、鲁棒性好和可靠性高的优点。
其中,所采用的数字PID 算法公式如下:u(k)= Kpe(k)+ K1 Σkj=0 e(j)+KD [ e(k)-e(k-1)] 综上所述,在小车控制系统的闭环部分均采用了传统数字PID 算法或改进型智能PID 算法。
2 双速度控制算法方案设计2.1 传统速度控制算法由于车模的整个行驶过程是时刻变化的,在赛道构成复杂且车模运行速度很高的情况下,对于系统的响应要求很快。
因此速度控制必须具有迅速、准确、响应快的特点。
由PID 原理知:I(积分项)的迟滞效果会让控制系统响应变慢,因此为适应直立车模高速运行下的各种不同类型赛道,放弃官方设计方案中所推荐的PI 控制,而采用反应更迅速、调节速度更快的PD 控制。
直立车模是双电机分别控制左右轮,并且通过左右轮的差速进行转弯。
在直立车的电机控制中,PWM 波的输出是由直立控制量、速度控制量与转向控制量共同组成的,即:电机输出量=直立控制量+速度控制量+转向控制量(1)传统速度控制算法中控制公式为:速度控制量=速度设定值-速度测量值=速度设定值-(左轮速度+右轮速度)/2 (2)由上式可知,实际值为左右轮速度的平均值。
得到速度控制量同时加给左右电机,即左右电机速度控制量始终相同,由此可知左右电机速度控制量始终相同。
在传统速度控制算法下,转向控制量相对于速度控制量来说相当于是一种扰动量。
2.2 双速度控制算法我们所设计双速度控制的思想如下:左电机输出量= 直立控制量+ 左轮速度控制量+ 转向控制量(3)右电机输出量= 直立控制量+ 右轮速度控制量- 转向控制量(4) 因为在小车行驶过程中,小车保持直立,因此在小车直立行驶状态下,直立值为固定值,所以:左速度控制量= 设定值- 左轮速度测量值(5)右速度控制量= 设定值- 右轮速度测量值(6) 左、右轮速度值均由该轮速度控制量与转向控制量同时给定。
由此可知:左轮速度控制量= 设定值-(速度控制量测量值+ 转向控制量测量值)右轮速度控制量= 设定值-(速度控制量测量值+ 转向控制量测量值) 则实际上,转向控制量为速度控制闭环中一部分,在C 语言实现时,将两控制量由同一控制算法计算。
最终输出量为:电机输出量= 直立控制量+ 速度与转向控制量由原理可知,在直道上行驶时,因为转向控制量接近于零,所以传统速度控制与我们所使用双速度控制下的速度输出量相同。