智能車電磁初入門課件

初步報(bào)告第七屆飛思卡爾比賽規(guī)則變動(dòng)—電磁組電磁組：車模直立行走。使用C型車模。車模運(yùn)行時(shí)只允許動(dòng)力輪著地，車模直立行走。注：原車模的前輪（轉(zhuǎn)向輪）、舵機(jī)實(shí)際上沒有用了，可以去掉。前輪的輪胎可以用作后輪的備用車胎。對于新生事物的探索原因:我們起初選擇電磁組的原因其實(shí)不多，開始時(shí)覺得電，磁好像相對比較熟悉，也比較感興趣而已！而后在查資料時(shí)也發(fā)現(xiàn)了電磁組開設(shè)較晚，，但這并不影響我們選擇電磁，反而增加我們對電磁的好奇心！同時(shí)電磁組中電磁檢測的是一個(gè)“場信號”，不像其他有些組是檢測了一條線上的信號，感覺比較強(qiáng)（）！同時(shí)光電的技術(shù)好像比較成熟，現(xiàn)在都在做“點(diǎn)頭”“擺頭”什么的優(yōu)勢并不是很明顯，雖然有那么一點(diǎn)所謂的精度。而電磁的技術(shù)不是很成熟，有待開發(fā)。(而我們希望做電池組的開墾者)況且具體那一組其實(shí)是不重要的，主要是在大學(xué)參加飛思卡爾智能車競賽能得到很好的鍛煉，她也是一個(gè)可以提高自己綜合實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ暮芎闷脚_(tái)。而學(xué)好飛思卡爾，在硬件的話肯定要會(huì)焊接，電路設(shè)計(jì)（電機(jī)驅(qū)動(dòng)、電源穩(wěn)壓、傳感器（電磁最便宜，激光最貴，攝像頭最難）），編碼器，單片機(jī)的接口了，最后組裝，所以要看好多書如《電路分析》《數(shù)字電路》《模擬電路》《傳感器》等。軟件方面要求我們學(xué)好C語言、單片機(jī)！這也更好的督促自己認(rèn)真學(xué)習(xí)專業(yè)與拓展課外的知識！優(yōu)勢:新穎，發(fā)展空間大序號學(xué)校名稱隊(duì)伍名稱比賽成績1杭州電子科技大學(xué)錢江1號14.2172北京科技大學(xué)北京科技大學(xué)電磁二隊(duì)15.2773電子科技大學(xué)ATP15.6164西北工業(yè)大學(xué)湛廬隊(duì)15.6995廣東工業(yè)大學(xué)風(fēng)馳16.0396杭州電子科技大學(xué)信息工程學(xué)院杭電信工1隊(duì)16.0437浙江師范大學(xué)先驅(qū)音速16.0448西安工業(yè)大學(xué)工大幻影1隊(duì)16.1039西南交通大學(xué)神馬浮云16.1710湘潭大學(xué)湘大二隊(duì)16.17411上海交通大學(xué)CyberX16.41912山東大學(xué)啟程16.57213長安大學(xué)風(fēng)馳16.91614河北大學(xué)工商學(xué)院風(fēng)鳴17.13815河海大學(xué)云風(fēng)隊(duì)17.16616華中科技大學(xué)華中科技大學(xué)五隊(duì)17.35417湖北汽車工業(yè)學(xué)院惠捷二號17.40518國防科技大學(xué)電磁鐵軍二師17.45719中南民族大學(xué)小炫楓1隊(duì)17.67320陜西理工學(xué)院陜理工電磁2隊(duì)17.75921樂山師范學(xué)院樂師6隊(duì)17.88322河海大學(xué)常州校區(qū)睿翼隊(duì)17.88623阜陽師范學(xué)院閃電幽魂17.92424中國礦業(yè)大學(xué)徐海學(xué)院徐海電磁一隊(duì)18.16125華北科技學(xué)院華科電磁隊(duì)18.26第六屆預(yù)賽—電磁組26中南大學(xué)比亞迪獅子座201118.29727哈爾濱華德學(xué)院華德遠(yuǎn)航18.33528廣東技術(shù)師范學(xué)院星磁號18.34729武漢理工大學(xué)理工3隊(duì)18.70730南陽理工學(xué)院悍馬18.77831哈爾濱工程大學(xué)極品飛車3號18.78632中國礦業(yè)大學(xué)機(jī)電一隊(duì)18.90633大連理工大學(xué)磁暴飛車18.93434東北大學(xué)秦皇島分校東秦五隊(duì)19.3735東南大學(xué)成賢學(xué)院顛覆19.41136哈爾濱理工大學(xué)疾風(fēng)19.45437河北聯(lián)合大學(xué)輕工學(xué)院電磁一隊(duì)19.54238北京聯(lián)合大學(xué)木牛流馬19.75939安徽工程大學(xué)劭傑二隊(duì)19.79740重慶郵電大學(xué)忐忑隊(duì)20.03341中國地質(zhì)大學(xué)（武漢）地大御風(fēng)隊(duì)20.18442天津工業(yè)大學(xué)磁導(dǎo)航二隊(duì)20.2743大連大學(xué)連大—dragonfighter20.29144曲阜師范大學(xué)索尼克20.34845常州大學(xué)IDEA20.38146重慶大學(xué)渝州飛船22.44847北京理工大學(xué)Cherish23.04348山東交通學(xué)院追影隊(duì)23.20749浙江工業(yè)大學(xué)飛狐二隊(duì)23.39850山東大學(xué)威海分校憤怒的小車24.70251合肥學(xué)院混合動(dòng)力隊(duì)28.22352安徽科技學(xué)院安科電磁一隊(duì)29.55853北京郵電大學(xué)BMC60名次學(xué)校名稱隊(duì)伍名稱比賽成績1杭州電子科技大學(xué)錢江1號29.62北京科技大學(xué)北京科技大學(xué)電磁二隊(duì)31.473西北工業(yè)大學(xué)湛廬隊(duì)32.1564電子科技大學(xué)ATP33.5235湘潭大學(xué)湘大二隊(duì)33.8756杭州電子科技大學(xué)信息工程學(xué)院杭電信工1隊(duì)34.1217廣東工業(yè)大學(xué)風(fēng)馳34.2348西安工業(yè)大學(xué)工大幻影1隊(duì)34.2619山東大學(xué)啟程35.37410樂山師范學(xué)院樂師6隊(duì)36.11311國防科技大學(xué)電磁鐵軍二師36.15812河北大學(xué)工商學(xué)院風(fēng)鳴37.33913河海大學(xué)云風(fēng)隊(duì)37.55614湖北汽車工業(yè)學(xué)院惠捷二號37.81115陜西理工學(xué)院陜理工電磁2隊(duì)38.15516華北科技學(xué)院華科電磁隊(duì)38.73817中南民族大學(xué)小炫楓1隊(duì)38.92418中國礦業(yè)大學(xué)徐海學(xué)院徐海電磁一隊(duì)40.54419阜陽師范學(xué)院閃電幽魂40.84120浙江師范大學(xué)先驅(qū)音速6021西南交通大學(xué)神馬浮云6021浙江師范大學(xué)先驅(qū)音速6022上海交通大學(xué)CyberX6023長安大學(xué)風(fēng)馳6024華中科技大學(xué)華中科技大學(xué)五隊(duì)6025河海大學(xué)常州校區(qū)睿翼隊(duì)60第六屆決賽—電磁組模塊中山大學(xué)鷹之隊(duì)—電磁傳感器的選擇方案一：采用霍爾傳感器如果采用開關(guān)型霍爾傳感器，則無法處理賽道信息，并且霍爾傳感器對于100mA的電流產(chǎn)生的磁場并不敏感，幾乎檢測不到；如果采用模擬型霍爾傳感器，則傳感器對幾百高斯的磁場才會(huì)有比較大的反應(yīng)，待檢測磁場在距離導(dǎo)線10cm的地方強(qiáng)度不足1高斯。對于這么小的磁場強(qiáng)度霍爾傳感器幾乎檢測不到。就算可以檢測得到，由于磁場是交變的，并且頻率很高，處理起來難度也很大。電磁傳感器的選擇方案二：采用電感根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)原理：交變的磁場通過線圈可以感應(yīng)出交變的電場。雖然磁場的強(qiáng)度很小，但是只要是線圈的匝數(shù)夠多，面積夠大，就可以感應(yīng)出足夠大的電動(dòng)勢。電感可以自己繞制，這樣靈活性比較大，可以繞出非常合適的線圈，但是壞處就是由于要制作多個(gè)傳感器，自己繞制的電感參數(shù)很難統(tǒng)一，就會(huì)影響到傳感器的精確度；市場上也有很多固定電感值的電感，其參數(shù)雖然可能與我們的要求有所差別，但是只要合理地設(shè)置其外圍電路的參數(shù)，就可以達(dá)到很好的效果。傳感器的布局方案二：采用多個(gè)傳感器，每排兩個(gè)，形成一定的空間結(jié)構(gòu)每排的兩個(gè)傳感器在理論上都可以測出距離，根據(jù)他們的空間關(guān)系，推測當(dāng)前的路況。由于使用了位置不同的傳感器，各個(gè)組的傳感器之間很難協(xié)調(diào)，并且在一定程度上犧牲了前瞻。再加之，由于傳感器的檢測精度并不高，判斷很不準(zhǔn)確，容易誤判，因此這種方法受到了一定的限制。傳感器的布局方案三：采用兩個(gè)傳感器，前瞻最大采用兩個(gè)傳感器，水平垂直導(dǎo)線放置。即雙水平檢測方案。速度傳感器采用光電編碼器（通過光電轉(zhuǎn)換將輸出軸上的機(jī)械幾何位移量轉(zhuǎn)換成脈沖或數(shù)字量）通過脈沖計(jì)數(shù)的方法來實(shí)現(xiàn)對小車速度的檢測：在靠近小車右輪的軸上裝光電編碼器，這樣當(dāng)小車前進(jìn)，車輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，光電編碼器跟隨車輪同步轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)一個(gè)黑色脈沖被攝像頭檢測到時(shí)，速度傳感器的輸出就變?yōu)楦唠娖?，產(chǎn)生脈沖，送給單片機(jī)的ECT模塊，ECT模塊捕捉脈沖信號并對其進(jìn)行計(jì)數(shù)，同樣的，當(dāng)白色被檢測到時(shí)，也產(chǎn)生一脈沖，送以單片機(jī)計(jì)數(shù)，在一特定時(shí)間內(nèi)（5ms，即攝像頭采集一幀圖像的時(shí)間）讀出脈沖總數(shù)。由于單位時(shí)間內(nèi)的脈沖數(shù)和速度成正比關(guān)系，我們并沒有根據(jù)編碼器和車輪的參數(shù)進(jìn)行計(jì)算，而是利用讓車行走一定的脈沖數(shù)，測出車所行走的距離，這樣就會(huì)更接近實(shí)際情況。電子科技大學(xué)spyker—傳感器選擇初步選擇較為常用的線圈傳感器、霍爾傳感器。霍爾傳感器測量范圍大，對外界干擾磁場不明顯，但分辯力比較低；線圈磁傳感器除了可以測量磁場強(qiáng)度外，還可以測量車輛的速度，但傳感器體積大，且一般只用來測量一個(gè)方向的磁場強(qiáng)度。

傳感器排布方案一繞制傳感器一字型排列：這樣的傳感器布局參數(shù)線性度很好。但在轉(zhuǎn)彎時(shí)會(huì)有角度而造成的感應(yīng)值的減小。導(dǎo)致彎道路線靠外，不利于過彎。傳感器排布方案二繞制傳感器八字型排列：利用傳感器對角度的變化的反應(yīng)。使得傳感器在直道上變化較小，減小直道抖動(dòng)。進(jìn)彎道時(shí)角度和位置同時(shí)起作用，利于轉(zhuǎn)彎，在采用這種排布后車走內(nèi)道，效果明顯。傳感器排布方案四電感混合排列：由于電感較小，引腳為插針，容易放置。且方向易變。所以最后采用橫縱豎三個(gè)方向的傳感器，測量信號更加全面，更好的掌握了磁場的分布。利于解決其他傳感器產(chǎn)生的問題。傾斜的傳感器來利用其彎道敏感的優(yōu)勢作為主要的轉(zhuǎn)向傳感器，但在十字道時(shí)有Y軸分量的影響。會(huì)有抖動(dòng)甚至出線的可能，于是采用橫向探頭來輔助轉(zhuǎn)向，豎直探頭用來做少量前瞻和十字的輔助判斷，速度控制中有所應(yīng)用。北京科技大學(xué)天津?qū)W院飛虎一采用八個(gè)水平電感定偏移距離，兩個(gè)豎直電感進(jìn)行輔助檢測。傳感器由三部份構(gòu)成，一部份為濾波部份，一部分為放大部份，一部分為檢波部分。濾波部分選用LC并聯(lián)來實(shí)現(xiàn)選頻，經(jīng)過試驗(yàn)，電感值選取10mH，電容值為6.8nf時(shí)，效果最好。放大部分采用運(yùn)放放大，并且放大倍數(shù)可調(diào)。檢波部分采用組委會(huì)提供的方案，運(yùn)用肖特基二極管，因?yàn)檫@類二極管的開啟電壓一般在0.1~0.3V左右，小于普通的硅二極管（0.7V），可以增加輸出信號的動(dòng)態(tài)范圍和增加整體電路的靈敏度。

總綱選擇電磁···················································1往屆成績···