1。2 国内外研究现状

1。3 飞思卡尔智能车竞赛介绍

全国大学生飞思卡尔智能汽车竞赛是以智能汽车为研究对象的创意性科技 竞赛，竞赛秘书处挂靠清华大学自动化工程学院，由飞思卡尔半导体公司、ARM 公司提供资金支持[14]。比赛重在培养学生的综合素质，提高学生的动手能力，为 全国大学生提供一个友好的交流平台，共同推进中国教育以及半导体产业的发展。

飞思卡尔智能车大赛最初起源于韩国，飞思卡尔半导体公司赞助了汉阳大学 以 HCS12 单片机为控制核心的大学生创新竞赛。参赛队伍必须使用赞助商提供的 模型车、电池、马达制作自主识别道路的小车，智能车在规定的跑道上行驶，完 成比赛用时最短，并且没有冲出赛道的队伍获得胜利。智能车是集传感器、车辆 工程、计算机、自动化等多学科技术的综合系统，很好地培养了学生的综合素质， 提升了大学生的实践动手能力。

到 2015 年为止，全国大学生飞思卡尔智能车大赛已经成功举办十届。从第

一届的几十支参赛队伍，到第十届参赛规模已经超过 2000 支队伍，遍及全国主 流大学，甚至吸引了部分中学生参加比赛。参赛选手的制作水平也在逐渐提高， 经过好几届的发展，很多学校已成立比较成熟的社团，每一届参赛选手总结的经 验，能够完好的传承给下一届，学校的基础实验条件在逐年完善。我们参加的第 十届全国大学生飞思卡尔杯智能车大赛华东分赛于 2015 年 7 月在常熟理工大学

举行，经过激烈的角逐后，最后以 23 名的成绩止步于华东区决赛，获得华东赛 区二等奖的荣誉。

第二章 系统结构设计分析

2。1 本课题研究的主要内容

本文设计分为两部分，一部分为电磁智能小车的双车跟随，另一部分为车辆 超速制止装置的设计与模拟。电磁车系统以飞思卡尔低功耗处理芯片 MKL26Z256 为核心控制单元，通过编码器获取小车电机速度实现闭环控制，通过电感与运放 模块获取赛道信息等控制方式实现自主导航，并通过蓝牙模块实现与超速制止装 置的通信，实现模拟。而双车跟随采用超声波，编码器等方式获取前后车距离信 息加以算法控制实现双车跟随。另外，超速制止装置采用 stm32f103c8t6 为核心 控制单元，通过蓝牙获取小车速度信息，经过 CAN 总线回环并算法处理后发送相 应超速状态给电磁小车及上位机，电磁小车做出相应动作，上位机显示相关信息 以完成对真实车辆的超速制止模拟。

课题研究的主要内容有：1。系统结构的总体设计：功能分析和结构分析。 2。 超速制止装置的设计和模拟。3。用 Altium Designer 设计电磁小车的整套 PCB 电 路板和超速制止装置。4。用 IAR 开发电磁车软件程序及双车跟随算法，用 KEIL 开发超速制止装置软件程序并与电磁车联调，用 VS2015 开发上位机。5。总结并 撰写毕业论文。

2。2 硬件结构设计

如果要让一辆智能电磁小车在赛道上顺利的跑下来，软件算法固然重要，但 是硬件设备的好坏也在一定程度上决定了小车的调试是否方便，是否能顺利地提 高整体速度，是否能预防外界不可控因素的撞击等问题。所以，一方面我们根据 需要的功能，确定了电磁车用到的所有的外设传感器，其硬件结构框图如图 2-1 所示：

图 2-1 电磁车硬件结构框图

电磁车作为四轮小车，加之单电机驱动，机械结构变得尤为重要，如果重心 太靠前，则在快速过弯时很容易产生甩尾现象。如果重心太靠后，则在过弯时表 现出吃力的现象。又因为电磁车需要电感作为寻迹传感器，所以车前体的重量必 然增加，在经过多次实验后，我们采用了较为适合的一种车体结构，实物最终效 果如图 2-2 所示：