全國大學生光電設計大賽論文

⑵.賽車最小轉彎分析圖11賽車最小轉彎半徑分析圖任何汽車在轉彎時都有轉彎半徑，圖11為汽車轉變示意圖。設R為汽車縱向的對稱面到瞬時轉向中心O的距離，L為兩軸距，K為前輪主軸軸線的距離，β為外側轉向輪轉角，則R=L/sinβ具體到本次大賽使用車模：L=25.0cm，經(jīng)過一定的改造，前輪的最大轉角β=48度，由上式得：最小轉彎半徑R=33.6cm汽車轉彎時，前后輪都會產(chǎn)生側偏角。如果前后輪側偏角相等，則汽車實際轉彎半徑等于方向盤轉角對應的轉彎半徑，稱為"中性轉向"；如果前輪側偏比后輪大，汽車實際轉彎半徑大于方向盤轉角對應的轉彎半徑，稱為"不足轉向"；如果后輪側偏比前輪大，汽車實際轉彎半徑小于方向盤轉角對應的轉彎半徑，稱為"過度轉向"。中性轉向雖然能較好地利用側向力（與車輪前進方向垂直的分量），達到最大的轉向速度，但卻無法預計汽車的制動甩尾。而過度轉向當車速達到某一極限時，轉向半徑會急劇減少，汽車會發(fā)生激轉，致使賽車失控。不足轉向產(chǎn)生相對較大的轉向半徑，側向力減弱，賽車具有自動恢復直線行駛的良好穩(wěn)定性，操縱容易。在這種情況下，制動甩尾的發(fā)生會使汽車回到原來直駛的路線，使賽車的可控性穩(wěn)定性增加。四．擬解決的關鍵問題1.攝像頭個數(shù)選擇以及排布方案怎樣合理的選擇攝像頭的個數(shù)以及攝像頭安裝的高度、位置和角度，才能保證在轉彎處盲點最少以及順利采集到轉角特征，并且使其垂直投影不壓界2.小車的轉彎如何利用攝像頭采集到的信號使小車快速轉彎。3.小車的入庫由于停車庫的長寬是小車長寬的1.5倍，怎樣確保車在入庫時不壓邊界，且能很好的停在中央。4.車速的分配怎樣合理的分配車速，使小車在整個比賽過程中耗時最短。尤其在拐彎和入庫時，如何實現(xiàn)小車車速和舵機的轉角合理配合，使小車順利轉彎和入庫。五．特色與創(chuàng)新點利用圖像傳感器，實現(xiàn)全程導航，對比賽場地要求低，抗干擾能力強，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，為比賽贏得寶貴時間。巧妙利用場地紅線，有效減少標識物數(shù)量，賽場布置簡單，可操作性強。時間進度安排表1時間進度安排表時間隊員1隊員2隊員35月10日—5月20日購置所需材料5月21日—5月30日研究傳感器功能的實現(xiàn)設計電源管理電路研究單片機與各模塊的聯(lián)系以及程序實現(xiàn)5月31日—6月10日CMOS、FPGA和SAA7113間信息傳遞設計驅動電路編寫驅動程序并調(diào)試6月11日—6月底車庫設計及路標位置的安放對電機、舵機進行實驗編寫程序，將采集到的信號轉化為對電機的控制7月1日—7月5日對各模塊的難點進行商討并解決7月6日—7月15日車體結構設計及改造（各模塊在車上合理安放）7月16日—7月31日在模擬賽道是對小車進行實驗并進行對小車相應的調(diào)試、改進8月1日———對參賽過程中出現(xiàn)的問題進行總結經(jīng)費預算經(jīng)過本隊研究，現(xiàn)將所需材料及其費用列舉如下：表2材料及其經(jīng)費預算表材料數(shù)量/件費用/元車體1攝像頭2單片機1FPGA1SAA71131電路板1電機1舵機1充電電池1電子器件若干工具若干其它若干合計2000元左右參賽隊伍簡介參賽題目基于光電導航的無人駕駛智能車參賽學校參賽隊伍名稱指導老師隊長姓名隊員姓名表3參賽隊伍簡介九．其它說明軟件的部分設計思路，具體的流程圖如下：軟件的設計包括了系統(tǒng)的初始化，數(shù)據(jù)的判讀，串口通訊以及舵機的PWM模擬信號系統(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志物形狀的識別，將數(shù)據(jù)傳給單片機，單片機在對其加以處理，輸出指令，讓小車按照要求行駛。串口通訊主要是系統(tǒng)用來下載程序和與FPGA進行數(shù)據(jù)交流。開始開始初始化初始化圖像處理是否準備好圖像處理是否準備好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沿賽道直行是否識別到賽道旁邊黑色標志物是否識別到賽道旁邊黑色標志物NY開始減速開始減速是否識別到紅色直角特征是否識別到紅色直角特征N