全国大学生“飞思卡尔”杯智能汽车竞赛总结

  • 2012年“飞思卡尔”全国大学生智能汽车竞赛二等奖
宋亮·辽宁科技大学
2014-11-21
阅读数2217

8月25日,第七届“飞思卡尔”杯全国大学生智能汽车竞赛在南京师范大学完美谢幕,与此同时这也标志着今年的智能车竞赛已成为历史。令我们激动、欣喜的是,我们的智能车队代表我校冲进了全国总决赛,和全国的各路英豪巅峰对决,真切体会到各院校在“飞思卡尔”项目上的强大。

从11年12月份,到12年8月,我们团队经历了半年多的学习,我们顺利的完成了第七届全国大学生智能车大赛,虽然成绩不是非常理想,但是从学习的角度上看,我们确实学到了不少、成长了不少。参加这次比赛,比赛过程中我们感触颇多,回想经过的点点滴滴,感觉走了很多弯路。我是在前人的肩膀上走过来的,也希望为下一批的电子协会的兄弟姐妹们留点参考经验和比赛心得。

1、如果报名参加全国大学生智能车大赛

关注官网:http://www.smartcar.au.tsinghua.edu.cn/   

建议:

1)尽量争取学校的支持。无论是指导教师还是经济支出等方面有了学校的帮助我们离成功就近了一大步。若学校不支持(在自己的努力下还不支持)建议放弃,因为搞智能小车(竞速类)成本确实很高。

2)时刻关注官网,最后与赛区组委会取得一定的联系。

2、团队组建

参赛队员:有所侧重,两个人擅长写程序,一个人软硬都有一定的了解,关键还有彼此谈的来,好沟通。

3、元器件购买

由于我们是第一次参加这样的比赛,没什么经验,但学校对我们的比赛还是比较支持,为我们每组配一名优秀指导教师,所以我们做车很顺利。如果资金不是很雄厚,建议只要是非官网上统一购买的(好像就只有车模有强制规定)就淘宝网上购买,服务好而且便宜。由于学校在这项比赛给予我们3万元的资金支持,所以我们没有考虑经费问题,激光传感器全部采用20wm大功率激光管,效果极佳。

4、如何开始做飞思卡尔小车

1)团队有个大致分工

即团队成员有个大致的负责侧重点,但是要明白软件与硬件是分不开的,注意彼此相互学习。

2)熟悉核心控制芯片(我们用的是S12G128系列的)

9S12G128这类芯片看起来挺复杂(确实也挺复杂),不过用到的模块却不多,虽然这是新出的一款单片机,但基本模块与XS系列的类似,要用到哪里就搞明白哪里,一个模块一个模块的做实验、调试。

核心掌握的模块有:ECT  ADC  PWM  MDC  PLL  SCI

因为要做一个智能车系统注意完成以下几个方面:

单片机初始化模块,实时路径检测模块,舵机控制模块,驱动电机控制模块,中断速度采集模块。

(1)单片机的初始化模块包括:I/O模块、PWM模块、AD模块、计时器模块、定时中断模块初始化。

(2)实时路径检测模块:光电传感器检测黑线,将返回信号输入单片机的输入端口,经单片机内部AD转换,进行分析,得出合适的PWM信号控制舵机转向。

(3)舵机控制模块,驱动电机控制模块:通过直接输出PWM信号控制。舵机的控制采用开环控制,驱动电机采用PID算法控制。

明确了任务后,也有了较为清晰的控制思路,接下来就着手弄懂每一个模块。虽然看似简单,但实现起来非常得不容易,这里面要求掌握电路的知识,基本的机械硬件结构知识和单片机、编程等计算机知识。最最困难的是,在做的过程中会遇到很多想得到以及想不到的事情发生,一定得细心地发现问题,并想办法解决这些问题。

兴趣是首要的,除此之外,一定要花充足的时间和精力在上面,毕竟,有付出才会有收获。最后,要明确分工,规划好进度。

自从去年12月份我们就开始准备这个比赛,在假期开始比赛的前期准备工作,首先从学习飞思卡尔单片机开始。由于我们学校有两组光电,不能采用同一系列的处理器,因而我们组选择了飞思卡尔公司最新发行的一款G些列的单片机。由于新款单片机网上资料较少,而且为全英文文档,阅读起来比较困难,我们对比一下XS系列的,发现有很多模块基本相同,所以就参照XS系列单片机学习,逐步攻克各个模块。

下一步就是车模的设计方案,技术文档里有详解,这里就不一一列举了。由于今年的赛道与往年有很大的变化,所以最终我们采用摇头舵机方案,根据赛道的变化摇头和转向随动控制,能够实时检测到赛道的信息,效果极佳。

5月中旬,我们组完成了智能车的最初阶段调式,小车能够在赛道上缓缓行走,虽然速度很慢,但给我们带来的是欣喜、希望。接着进行下一阶段调式,我们对赛道进行了滤波处理,灵敏度调到最佳,加上PID控制算法,实现速度的自动调节,小车的速度有了显著的提高。但速度提高了,车体的稳定性明显下降了,通过发现问题,分析问题产生的原因去解决问题,将这些难题都一一攻破了。最后我们加了坡道处理,十字弯校正处理,起跑线检测,基本任务基本完成。之后我们带着我们的小车赴东北赛区赛场进行比赛。

努力了就会有收获,我们组获得了飞思卡尔竞赛东北赛区一等奖,并且成功晋级全国总决赛。分赛区比赛后允许对车模进行改动设计,之后我们根据在东北赛区现场小车出现的种种问题进行了详细分析,发现在长直道入弯容易冲出赛道,坡道入弯易出现问题,用红外对管检测起跑线很不稳定,很容易出现误检、漏检。遇到问题就要解决,我们加入了长直道入弯刹车,解决了冲出赛道的问题。又加入了下坡减速,解决了坡道问题。最后本想把红外检测起跑线改成激光检测,但由于时间和经费问题没有实现,这样就完成了智能车的最终设计。

8月21日,我们赴往南京参加全国总决赛。比赛现场,我们领略了其他院校在“飞思卡尔”上的强大。看到了被称之为“大神”的北京科技大学智能车队,看到了我们与外校的差距,自尊心备受打击。最终我们力求稳跑拿下了全国二等奖。虽然拿到了国家奖但心有不甘,我们没有与对手的竞争能力,只能眼看着自己的小车被别人超过,只有回去继续努力,相信我们学校的车队也有机会奔跑在总决赛的赛场上进行角逐。

决赛结束了,回想赛场上的情况,又对其他院校的智能车设计进行了分析,发现那些快车有一个共性,就是激光板设计的比较窄,激光发射管比较密集。原来这样可以增强车体的稳定性,而且摇头舵机响应速度快。坡道和起跑线基本采用辅助激光传感器检测,有效防止了起跑线误检和漏检的情况。

其实,在这次比赛中收获的不仅仅是这些技术上的问题,一个好的团队是至关重要的。我们组分工明确,有做软件也有做硬件的,都对整个车子的设计有所了解,但在做车当中也难免出现意见不一致的时候。我们不能一意孤行的认为我们的想法,只有通过实验验证了的才是正确的。不要固执的同时也不要太自私,千万不要以为自己有多强,不要觉得谁写的那段代码或者所用的那个芯片就是宝贝。也许我们那个在别人眼里就是一文不值。即使真的就有那么牛,那么请相信那句话“只被模仿,从未被超越”。只有分享才会进步,固步自封不可取。

一颗冷静平和的心也是至关重要的,我们经常在网上看到某些车有多么多么的快,这听起来确实让人羡慕同时也让自己搞得紧张起来,毕竟努力这么久,都还是想有个回报。人嘛!总得有点盼头、有点奔头!看到差距,有紧张感很正常,并且这种一点紧张感也是很有必要的。但任何事情都有个度,切忌不要紧张过度,不要被谎言摧毁了。事实上,比赛完成后我们会发现,他们并没有他们吹的那么神,更没有我们想象的那么牛,大多数也不过是纸老虎罢了(不排除的确很强的)。所以只要坚信自己,做好自己该做的,尽力发挥并坚持到最后,我们一定会成功!

随时做好一个人奋斗的准备。这里要强调的是我们必须要能吃苦耐劳,必须要具备一个人能扛下整个项目的能力,这包括软件、硬件、机械等。不要说自己不行、不会,这是借口。不行、不会可以学,没有人天生就会的。这是一个假设,万一队友因某些原因放弃退出,这时你自己就必须充当挡箭牌,而不是后盾。哪怕就剩下自己一个人也不要轻易放弃。这个道理很简单,我们永远不能把希望寄托在别人身上,没有谁比自己更可靠。一旦有人退出,只有靠自己,而如果自己也放弃了,结果很明显——失败!退一步来说,也许我们坚持下来到最后还是会失败,但至少没有给自己留下遗憾。

现实都很残酷,忍受很痛苦,特别是一个人时那叫煎熬。学会在学习中得到享受,我们会看到阳光,哪怕最后失败,也不要逃避它,因为我们体会了这个过程,收获了这段经历。

这次比赛结束了,但我们的电子生涯远没有结束,我们仍要继续努力学习,因为科技在进步,我们的思想也要跟上时代的步伐。这次比赛给我们带来的不只是证书和荣誉,更重要的是我们的学习能力和团队协作能力得以提高。只有好的团队才能做出最棒的智能车。最后希望学弟学妹们能够借鉴我们做车的经验,为我们协会以及我们的学校争得更多的荣誉,也为自己创造一个美好的未来。


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