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1、兰州工业学院交通工程系“飞思卡尔”杯智能汽车竞赛项目活动策划书目活动主题：协作、创新、探究、追求背景介绍：“飞思卡尔”杯全国高校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单片机为核心的高校生课外科技竞赛。运用大赛组委会统一供应的竞赛车模、转向舵机、直流电机和可充电式电池，接受飞思卡尔16位微限制器MC9S12DB128B作为核心限制单元，自主构思限制方案及系统设计，包括传感器信号采集处理、限制算法及执行、电机驱动、转向舵机限制等，完成智能车工程制作及调试，于指定日期与地点参加场地竞赛。竞赛成果主要由赛车在现场成功行驶完赛道的时间为主。全国高校生智能汽车竞赛所运用的车模是一款带有差速
2、器的后轮驱动模型赛车，它由大赛组委会统一供应。参赛队伍通过设计单片机的自动限制器限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果越好。设计自动限制器是制作智能车的核心环节。自动限制器是以单片机为核心，协作有传感器、电机、舵机、电池、以及相应的驱动电路,它能够自主识别路径，限制模型车高速稳定运行在跑道上。竞赛跑道表面为白色，中心有连续黑线作为引导线，黑线宽25cmo竞赛规则限定可赛道宽度和拐弯最小半径等参数，赛道详细形态在竞赛当天现场公布。限制器自主识别引导线并限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，保证智能车牢靠运行前提
3、下，电路设计尽量简洁紧凑，以减轻系统负载，提高智能车的灵敏性,同时坚持充分发挥创新原则，以简洁但功能完备为动身点，并以稳定性为首要前提，实现智能车快速运行。竞赛要求限制器必需接受MC9S12DB128B作为系统唯一限制处理器。系统开发工具及在线调试工具可以自选（可选择运用CodeWarrior3.1作为开发软件，选择清华高校制作的BDM调试工具进行在线调试）。车模可以改装，但改装部位，及改装后其长宽尺寸都有限制。这就要求我们在有限材料和有限时间的条件下学习驾驭S12单片机的整套开发系统的运用方法，并能依据自身所学的有关力学、机械学、计算机技术、数模电和检测技术等学问自主设计开发一套完整的自助循
4、线行驶系统。这是对我们的将所学各学科学问综合运用和动手实践实力的很好的培育。对我们这样在高校四年里很少有机会参加科技实践的学生来说是一次很好的熬炼机会。在国外，相关赛事在韩国从2000年起先已经举办了近六届，每年韩国大约有100余支高校生队伍报名并参赛，该项赛事在韩国取得了很好的成功。深受高校及高校生的欢迎，并得到了企业界的极大关注。参考韩国相关竞赛中成功的案例，在关于路径识别的问题上，大都选用光电传感器作为自己的方案，但传感器在检测及处理信号方面和对其排布方面都有所不同。他们在传感器的数量、排布方面，通常是将地面信息用数字量或是模拟量来完成数据采集，通过计算机进行数据处理，有些想法是比较新颖
5、的，这些问题都值得我们借鉴和进一步探讨。同时在韩国的方案里面，也有些是接受CCD,或者是将CCD和光电传感器结合运用来完成车模循迹的，在这些方案里面也有许多成功的案例。其他方面如车模的改装、动力驱动、转向限制,以及限制算法方面等，韩国选手的方案也都有各自的创新和值得我们学习和进一步探讨的地方。因其专业学问涉及限制、模式识别、传感技术、汽车电子、电气、计算机和机械等多个学科，培育了学生对学问融合和实践动手实力。在国内，2023年教化部成功将这项赛事引入中国。由飞思卡尔公司资助，清华高校承办了这项赛事。全国有五十多所学校共派出一百多支队伍参赛。最终,清华高校二队获得第一名，交大之星队以0.4秒之差
6、屈居其次。赛事的成功举办，引起了全国各高校和众多学生的爱好。今年的竞赛将更加引人注目。每年竞赛将在七月中旬起先预赛,八月将进行决赛。全国共分成五个赛区，先进行初赛，优胜者将进入全国总决赛。活动目的：加强高校生实践、创新实力和团队精神的培育，促进高等教化教学改革，促加强高校生实践、创新实力和团队精神的培育，促进高等教化教学改革，促加强高校生实践、创新实力和团队精神的培育，促进高等教化教学改革，促加强高校生实践、创新实力和团队精神的培育，促进高等教化教学改革，促进高等学校素养教化，培育高校生的综合学问运用实力、基本工程实践实力和创进高等学校素养教化，培育高校生的综合学问运用实力、基本工程实践实力和
7、创进高等学校素养教化，培育高校生的综合学问运用实力、基本工程实践实力和创进高等学校素养教化，培育高校生的综合学问运用实力、基本工程实践实力和创新意识，激发高校生从事科学探讨与探究的爱好和潜能，提倡理论联系实际、求新意识，激发高校生从事科学探讨与探究的爱好和潜能，提倡理论联系实际、求新意识，激发高校生从事科学探讨与探究的爱好和潜能，提倡理论联系实际、求新意识，激发高校生从事科学探讨与探究的爱好和潜能，提倡理论联系实际、求真务实的学风和团队协作的人文精神，为优秀人才的脱颖而出创建条件主办单位：兰州工业学院承办单位：兰州工业学院交通工程系兰州工业学院交通工程系学生工作办公室兰州工业学院交通工程系团总
8、支学生会活动对象：兰州工业学院全体学生活动准备：培训内容为电子系统设计方法、制作工艺、调试技术和EDA软件工具的运用辅导，赛前将在试验室集中培训，如电烙铁、示波器、万用表的运用，以及平安教化等。（详细培训时间另行通知）活动时间：2023年5月2023年5月活动地点：初赛：兰州工业学院南校区实训楼汽车实训中心决赛：兰州工业学院南校区实训楼汽车实训中心参赛规则：参赛选手须运用大赛组委会统一供应的竞赛车模，接受飞思卡尔16位微限制器MC9S12DG128作为核心限制单元，自主构思限制方案及系统设计，包括传感器信号采集处理、限制算法及执行、动力电机驱动、转向舵机限制等，完成智能车工程制作及调试，于指定
9、日期与地点参加场地竞赛。参赛队伍之名次（成果）由赛车现场成功完成赛道竞赛时间为主，技术方案及制作工程质量评分为辅来确定。组委会制定如下竞赛规则，在实际可操作性基础上力求公正与公允参加。组委会将邀请独立公证人监督现场赛事及评判过程。竞赛过程中，假如赛车遇到赛道两边的立柱并使之倾倒或移动，裁判员将判为赛车冲出跑道。赛车前两次冲出跑道，选手可以申请复原竞赛，即将冲出跑到赛车重新放置在裁判指定的赛车冲出跑道的位置，复原竞赛。整个复原竞赛过程中计时不间断。选手也可以在赛车冲出跑道后放弃竞赛。竞赛过程中假如出现有如下一种状况，判为竞赛失败：D裁判点名后，2分钟之内，参赛队没有能够进入竞赛场地并做好竞赛准备
10、；2）竞赛起先后，赛车在30秒之内没有离开动身区；3）赛车在离开动身区之后10分钟之内没有跑完两圈；4）赛车冲出跑道的次数超过两次；5）竞赛起先后未经裁判允许，选手接触赛车；6）决赛前，赛车没有通过技术检验。假如竞赛失败，则不计成果。竞赛中禁止：D不允许在赛道四周安装帮助照明设备及其它帮助传感器等；2）选手进入赛场后，不允许进行任何硬件和软件的修改；3）竞赛场地内，除了裁判与1名队员之外，不允许任何其他人员进入场地；4）不允许其它影响赛车运动的行为。对于智能竞赛车模D禁止改动车底盘结构、轮距、轮径及轮胎；2）禁止改动驱动电机的型号及传动比；3）禁止改造滚珠轴承；4）禁止改动舵机；5）禁止改动驱
11、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；6）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帮助支架等。电路器件及限制驱动电路限制D核心限制模块可以接受组委会供应的HCS12模块，也可以接受MC9SDG128自制限制电路板，除了DG128MCU之外不得运用帮助处理器以及其它可编程器件；2）伺服电机数量不超过3个;3）传感器数量不超过16个（红外传感器的每对放射与接受单元计为1个传感器，CCD传感器记为1个传感器）；4）直流电源运用大赛供应的电池；5）禁止运用DC-DC升压电路为驱动电机以及舵机供应动力；6）全部电容容量和不得超过2000微法；电容最高充电电压不
12、得超过25伏。可以选择参数：1）开发软件可以选择COdeWarrior3.1,也可以另行选择；2）开发调试硬件可以选择BDM（清华高校制作）工具，也可以另行选择；3）电路所运用元器件（传感器、各种信号调理芯片、接口芯片、功率器件等）种类量都可以自行设计选择。赛道基本参数（不包括拐弯点数目、位置以及整体布局）1）赛道路面用纸制作，跑道所占面积不大于5000mm*7000mm,跑道宽度不小于600mm2）跑道表面为白色，中心有连续黑线作为引导线，黑线宽25mm；3）跑道最小曲率半径不小于500mm；4）跑道可以交叉，交叉角为90；5）赛道为二维水平平面；6）赛道有一个长为Iooomm的动身区，如下
13、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竞赛计时起先或者与结束时刻。活动报名：学生自愿报名(交通工程系选拔)团队要求：竞赛依据参赛队伍和队员状况，分别设立光电组、摄像头组、创意组等赛。每支参赛队3名学生组成，带队老师1-2名评分规则：初赛评分细则：(1)能够实现某种功能(70)(2)设计电路图清晰、规范，并标注详细参数；附有程序框图和程序清单，并用计算机绘出原理图(30)。复赛评分细则：1、评审方式：大赛评审实行设计报告评审和现场答辩及实物演示相结合的方式，评委会依据参赛队供应的设计报告和现场答辩状况综合探讨评定，并结合大赛总体要求依次为作品评奖；2
14、、评审标准：作品完成程度(60)(1)作品完成程度系统性能及稳定性(2)方案的原创性与特色(3)测试方案及其完备性(4)好用功能(5)市场潜力设计报告（20）内容包括项目名称、项目摘要、实际进度及完成状况、实际经费支出、功能与指标、实现原理、应用及扩展、硬件设计框图、软件设计流程、系统调试步骤和方法、测试结果、实现功能、PCB布线图、元器件清单和程序清单、参考文献等；现场解说、答辩（20）预算:设备名称单位（套价格海报200元200元展板宣扬100元100元奖品费用2000元2000元初赛决赛现场布置600元600元摄像机租借及技术员工资400元400元通讯费用200元200元工具费用600元
15、2400（4套）后期材料整理300元300元后期完善经费600元600元车模费用4000元16000（4套）电子元器件费用5000元20000（4套）总计43100元附件二：智能车简介及设计方案一、智能车整体简介智能车系统是由几个不同功能的模块组合而成的限制系统。系统完成从传感器采集信息、微限制器对信息处理并限制执行机构输出限制量的整个过程。为了使赛车能够快速、精确的沿着赛道运行，要求微限制器能够将对赛道信息处理，转向伺服电机和直流驱动电机的限制紧密的结合在一起。从传感器信息采集、信息处理、转向伺服电机限制、电机转速限制,任何一个环节出现问题都会导致赛车不能正确的跟踪赛道行驶甚至偏离赛道。因此智能车各个模块之间的协调工作是其正常行驶的基础。智能车系统在结构上包括以下模块：单片机模块、电源模块、电机及其驱动模块、舵机限制及驱动模块、车速测量模块和路径识别模块。该方案设计的智能车是运用飞思卡尔半导体公司的16位微限制器作为核心限制模块，通过设计相应的外围电路、编写驱动、限制程序以及安装、调整车模等，制作一个能够自主识别并沿赛道行驶的模型汽车。智能车通过图像传感器感知赛道信息，限制赛车的行进方向和行驶速度。以下将分章节详细阐述路径识别方案、机械调整方案、硬件设计方案以及软件设计方案的详细过程和
