光电导引车控制系统软件设计(2)
图1.1 智能车展示效果
1.2 智能汽车国内外研究现状
1．3 智能汽车竞赛介绍
智能车的研究已经有了很大的需求和市场，“飞思卡尔”杯智能汽车竞赛就是在这种大背景下产生并举办的，并且有着十分广泛的影响力。“飞思卡尔”杯挑战赛已经举办了八届，在高校的影响力也越来越大。随着技术的发展，比赛对硬件和软件也有了更高的要求，更多高性能的MCU和设备为进一步提高比赛成绩提供了可能。
每届比赛都与之前的几届会存在不同，区别可以体现在车模要求、车体构造要求、传感器选型要求、MCU选型要求、赛道路况区别等各方面，力保每届比赛都具有创新和特色。根据传感器的选择的不同，可以分成摄像头组、电磁组和光电组三个组别[1]。摄像头组采用图像扫描和分析的原理来分析赛道并控制小车；电磁组是根据磁感应原理来对小车进行控制；而对于光电组，其特点是采用光电传感元器件，如光电管、激光管、集成的光电器件（如线性CCD）等。每个团队需要根据每届比赛的规则从硬件设计、算法研究和软件设计三方面设计出一个符合比赛要求的小车。
1．4 本文内容安排
本文根据第九届“飞思卡尔”杯挑战赛的规则，来完成智能汽车控制系统的软件设计。软件设计作为系统设计的重要组成部分，可靠和高效的设计是保证小车稳定性能的重要保障。为了完成系统的软件设计，需要解决以下几个问题：
（1）需要按照比赛规则制定出系统的整体设计方案；
（2）需要弄清整个系统的工作原理和时序；
（3）需要完成赛道路面信息检测的软件设计；
（4）需要实现智能车转向控制的软件设计；
（5）需要实现智能车转速控制的软件设计；
（6）需要完成其它必要模块的软件设计，如人机交互、驱动、通信等；
（7）需要完成系统的模块调试和整体调试；
（8）需要记录系统设计和调试中遇到的问题并进行分析。
论文整体结构安排如下：
第一章：绪论
第二章：光电组导引智能车控制系统总体设计
第三章：光电组导引智能车控制系统软件设计
第四章：光电组导引智能车控制系统调试
第一章主要介绍智能车的发展现状和趋势，揭示了智能技术在汽车领域和交通领域必然发展的结果，同时简要介绍了“飞思卡尔”杯智能汽车挑战赛的举办情况；在第二章里主要分析了系统的总体需求，并且介绍了系统的总体设计方案、工作原理，并对实现这些要求的重要部件进行了简要分析；第三章介绍了光电导引智能车控制系统的软件设计，采用了分模块的方法来进行系统软件设计，并给出了每个模块设计的流程以及寄存器的操作；第四章主要介绍系统的调试，分别进行了模块调试和系统联调，并总结了在该过程中发现的问题。
1．5 本章小结
智能技术在汽车领域的研究热潮以及人们对安全驾驶和轻松驾驶的需求必然催生无人智能汽车的研究，国内外围绕智能汽车的研究也愈发广泛。智能汽车挑战赛为高校学生提供了一个很好的平台，让学生可以通过竞赛来了解智能车的设计方法和设计过程。
2 光电导引智能车控制系统总体设计
2.1 系统总体需求分析
本次光电导引智能汽车的软件设计，必须按照第九届比赛的规则进行。在本次比赛中，要求采用指定的B车模，实现后轮驱动，后轮驱动电机采用指定型号的电机，转向执行部件为指定型号的舵机。此外，对于传感器的选择，可以选择分散的光电管或者指定型号的线性CCD。小车需要能成功检测和采集直道、弯道、十字交叉口、一侧路障等赛道信息并实现转速控制和转向控制。
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