全國(guó)大學(xué)生光電設(shè)計(jì)大賽論文

⑵.賽車最小轉(zhuǎn)彎分析圖11賽車最小轉(zhuǎn)彎半徑分析圖任何汽車在轉(zhuǎn)彎時(shí)都有轉(zhuǎn)彎半徑，圖11為汽車轉(zhuǎn)變示意圖。設(shè)R為汽車縱向的對(duì)稱面到瞬時(shí)轉(zhuǎn)向中心O的距離，L為兩軸距，K為前輪主軸軸線的距離，β為外側(cè)轉(zhuǎn)向輪轉(zhuǎn)角，則R=L/sinβ具體到本次大賽使用車模：L=25.0cm，經(jīng)過(guò)一定的改造，前輪的最大轉(zhuǎn)角β=48度，由上式得：最小轉(zhuǎn)彎半徑R=33.6cm汽車轉(zhuǎn)彎時(shí)，前后輪都會(huì)產(chǎn)生側(cè)偏角。如果前后輪側(cè)偏角相等，則汽車實(shí)際轉(zhuǎn)彎半徑等于方向盤轉(zhuǎn)角對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)彎半徑，稱為"中性轉(zhuǎn)向"；如果前輪側(cè)偏比后輪大，汽車實(shí)際轉(zhuǎn)彎半徑大于方向盤轉(zhuǎn)角對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)彎半徑，稱為"不足轉(zhuǎn)向"；如果后輪側(cè)偏比前輪大，汽車實(shí)際轉(zhuǎn)彎半徑小于方向盤轉(zhuǎn)角對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)彎半徑，稱為"過(guò)度轉(zhuǎn)向"。中性轉(zhuǎn)向雖然能較好地利用側(cè)向力（與車輪前進(jìn)方向垂直的分量），達(dá)到最大的轉(zhuǎn)向速度，但卻無(wú)法預(yù)計(jì)汽車的制動(dòng)甩尾。而過(guò)度轉(zhuǎn)向當(dāng)車速達(dá)到某一極限時(shí)，轉(zhuǎn)向半徑會(huì)急劇減少，汽車會(huì)發(fā)生激轉(zhuǎn)，致使賽車失控。不足轉(zhuǎn)向產(chǎn)生相對(duì)較大的轉(zhuǎn)向半徑，側(cè)向力減弱，賽車具有自動(dòng)恢復(fù)直線行駛的良好穩(wěn)定性，操縱容易。在這種情況下，制動(dòng)甩尾的發(fā)生會(huì)使汽車回到原來(lái)直駛的路線，使賽車的可控性穩(wěn)定性增加。四．?dāng)M解決的關(guān)鍵問(wèn)題1.攝像頭個(gè)數(shù)選擇以及排布方案怎樣合理的選擇攝像頭的個(gè)數(shù)以及攝像頭安裝的高度、位置和角度，才能保證在轉(zhuǎn)彎處盲點(diǎn)最少以及順利采集到轉(zhuǎn)角特征，并且使其垂直投影不壓界2.小車的轉(zhuǎn)彎如何利用攝像頭采集到的信號(hào)使小車快速轉(zhuǎn)彎。3.小車的入庫(kù)由于停車庫(kù)的長(zhǎng)寬是小車長(zhǎng)寬的1.5倍，怎樣確保車在入庫(kù)時(shí)不壓邊界，且能很好的停在中央。4.車速的分配怎樣合理的分配車速，使小車在整個(gè)比賽過(guò)程中耗時(shí)最短。尤其在拐彎和入庫(kù)時(shí)，如何實(shí)現(xiàn)小車車速和舵機(jī)的轉(zhuǎn)角合理配合，使小車順利轉(zhuǎn)彎和入庫(kù)。五．特色與創(chuàng)新點(diǎn)利用圖像傳感器，實(shí)現(xiàn)全程導(dǎo)航，對(duì)比賽場(chǎng)地要求低，抗干擾能力強(qiáng)，減少意外情況的發(fā)生。由于CMOS具有前瞻性，因此可能提高賽車速度，為比賽贏得寶貴時(shí)間。巧妙利用場(chǎng)地紅線，有效減少標(biāo)識(shí)物數(shù)量，賽場(chǎng)布置簡(jiǎn)單，可操作性強(qiáng)。時(shí)間進(jìn)度安排表1時(shí)間進(jìn)度安排表時(shí)間隊(duì)員1隊(duì)員2隊(duì)員35月10日—5月20日購(gòu)置所需材料5月21日—5月30日研究傳感器功能的實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)電源管理電路研究單片機(jī)與各模塊的聯(lián)系以及程序?qū)崿F(xiàn)5月31日—6月10日CMOS、FPGA和SAA7113間信息傳遞設(shè)計(jì)驅(qū)動(dòng)電路編寫驅(qū)動(dòng)程序并調(diào)試6月11日—6月底車庫(kù)設(shè)計(jì)及路標(biāo)位置的安放對(duì)電機(jī)、舵機(jī)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)編寫程序，將采集到的信號(hào)轉(zhuǎn)化為對(duì)電機(jī)的控制7月1日—7月5日對(duì)各模塊的難點(diǎn)進(jìn)行商討并解決7月6日—7月15日車體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及改造（各模塊在車上合理安放）7月16日—7月31日在模擬賽道是對(duì)小車進(jìn)行實(shí)驗(yàn)并進(jìn)行對(duì)小車相應(yīng)的調(diào)試、改進(jìn)8月1日———對(duì)參賽過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行總結(jié)經(jīng)費(fèi)預(yù)算經(jīng)過(guò)本隊(duì)研究，現(xiàn)將所需材料及其費(fèi)用列舉如下：表2材料及其經(jīng)費(fèi)預(yù)算表材料數(shù)量/件費(fèi)用/元車體1攝像頭2單片機(jī)1FPGA1SAA71131電路板1電機(jī)1舵機(jī)1充電電池1電子器件若干工具若干其它若干合計(jì)2000元左右參賽隊(duì)伍簡(jiǎn)介參賽題目基于光電導(dǎo)航的無(wú)人駕駛智能車參賽學(xué)校參賽隊(duì)伍名稱指導(dǎo)老師隊(duì)長(zhǎng)姓名隊(duì)員姓名表3參賽隊(duì)伍簡(jiǎn)介九．其它說(shuō)明軟件的部分設(shè)計(jì)思路，具體的流程圖如下：軟件的設(shè)計(jì)包括了系統(tǒng)的初始化，數(shù)據(jù)的判讀，串口通訊以及舵機(jī)的PWM模擬信號(hào)系統(tǒng)的初始化。數(shù)據(jù)的判讀是指COMS攝像頭傳回的賽道紅線的夾角和標(biāo)志物形狀的識(shí)別，將數(shù)據(jù)傳給單片機(jī)，單片機(jī)在對(duì)其加以處理，輸出指令，讓小車按照要求行駛。串口通訊主要是系統(tǒng)用來(lái)下載程序和與FPGA進(jìn)行數(shù)據(jù)交流。開(kāi)始開(kāi)始初始化初始化圖像處理是否準(zhǔn)備好圖像處理是否準(zhǔn)備好YN圖像采集算法圖像采集算法紅色邊界是否與給定角等大紅色邊界是否與給定角等大N沿賽道直行Y沿賽道直行是否識(shí)別到賽道旁邊黑色標(biāo)志物是否識(shí)別到賽道旁邊黑色標(biāo)志物NY開(kāi)始減速開(kāi)始減速是否識(shí)別到紅色直角特征是否識(shí)別到紅色直角特征N