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智能小车控制系统的软硬件设计方案及开发过程
王仕敬
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本技术报告主要介绍自主寻标智能小车控制系统的软硬件设计方案及开发过程。自主寻标小车的工作原理是以 32 位微控制器为系统的核心控制单元，借助多种传感器感应赛道信息和系统自身的状态，并转换为相应的数字信号，之后通过快速有效的处理算法对系统进行正确的决策，最终将控制信号传送给执行单元对系统状态进行调整，同时系统的最新状态又通过数据采集模块进行反馈。该系统涉及自动控制原理、计算机控制理论、模式识别、传感技术、图像处理技术、电子、电气、机械等多个交叉学科领域，依赖于各种硬件模块以及软件算法的高效配合，同时要求能够在有一定噪声干扰的环境下稳定工作，同时适应各种不同的赛道场景，以及有一定的机械强度避免碰撞造成的损伤。
本智能车系统主要由机械结构、硬件系统以及软件系统三个部分组成，本文将分为不同的章节对本系统各个部分以及模块的设计方案进行详细的介绍，并阐述我们在机械、软件、硬件方面的创新方案，以及针对双车对抗问题的特殊考虑。通过比较不同车模的优缺点，本系统最终采用 B 型车模作为机械结构的基础，以追求更快的速度响应和驱动能力。系统采用 OV7725 鹰眼摄像头对赛道场景进行数据采集，采用 MK60 作为主控芯片对数据进行处理。此外系统还利用 SD-5 舵机进行转向控制并通过龙邱 mini 编码器采集车轮速度传送给主控芯片。根据所取得的位置信息和车体当前的速度信息，主控芯片控制直流电机和舵机对车体进行转向控制和速度控制。
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