“飞思卡尔”杯智能汽车竞赛大赛活动策划书.doc
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兰州工业学院交通工程系
“飞思卡尔”杯智能汽车竞赛项目
活动策划
目录
活动主题:
协作、创新、探索、追求
背景介绍：
“飞思卡尔”杯全国大学生智能车竞赛是在飞思卡尔半导体公司资助下举办的以S12单片机为核心的大学生课外科技竞赛。
使用大赛组委会统一提供的竞赛车模、转向舵机、直流电机和可充电式电池，采用飞思卡尔16位微控制器MC9S12DB128B作为核心控制单元，自主构思控制方案及系统设计，包括传感器信号采集处理、控制算法及执行、电机驱动、转向舵机控制等，完成智能车工程制作及调试，于指定日期与地点参加场地比赛。
比赛成绩主要由赛车在现场成功行驶完赛道的时间为主。
全国大学生智能汽车竞赛所使用的车模是一款带有差速器的后轮驱动模型赛车，它由大赛组委会统一提供。
参赛队伍通过设计单片机的自动控制器控制模型车在封闭的跑道上自主循线运行。
在保证模型车运行稳定，即不冲出跑道的前提下，跑完两圈的时间越小成绩越好。
设计自动控制器是制作智能车的核心环节。
自动控制器是以单片机为核心，配合有传感器、电机、舵机、电池、以及相应的驱动电路，它能够自主识别路径，控制模型车高速稳定运行在跑道上。
比赛跑道表面为白色，中心有连续黑线作为引导线，黑线宽25cm。
比赛规则限定可赛道宽度和拐弯最小半径等参数，赛道具体形状在比赛当天现场公布。
控制器自主识别引导线并控制模型车沿着赛道运行。
在严格遵守规则中对于电路限制条件，保证智能车可靠运行前提下，电路设计尽量简洁紧凑，以减轻系统负载，提高智能车的灵活性，同时坚持充分发挥创新原则，以简洁但功能完美为出发点，并以稳定性为首要前提，实现智能车快速运行。
比赛要求控制器必须采用MC9S12DB128B作为系统唯一控制处理器。
系统开发工具及在线调试工具可以自选（可选择使用CodeWarrior3.1作为开发软件，选择清华大学制作的BDM调试工具进行在线调试）。
车模可以改装，但改装部位，及改装后其长宽尺寸都有限制。
这就要求我们在有限材料和有限时间的条件下学习掌握S12单片机的整套开发系统的使用方法，并能根据自身所学的有关力学、机械学、计算机技术、数模电和检测技术等知识自主设计开发一套完整的自助循线行驶系统。
这是对我们的将所学各学科知识综合运用和动手实践能力的很好的培养。
对我们这样在大学四年里很少有机会参加科技实践的学生来说是一次很好的锻炼机会。
在国外，相关赛事在韩国从2000年开始已经举办了近六届，每年韩国大约有100余支大学生队伍报名并参赛，该项赛事在韩国取得了很好的成功。
深受高校及大学生的欢迎，并得到了企业界的极大关注。
参考韩国相关比赛中成功的案例，在关于路径识别的问题上，大都选用光电传感器作为自己的方案，但传感器在检测及处理信号方面和对其排布方面都有所不同。
他们在传感器的数量、排布方面，通常是将地面信息用数字量或是模拟量来完成数据采集，通过计算机进行数据处理，有些想法是比较新颖的，这些问题都值得我们借鉴和进一步研究。
同时在韩国的方案里面，也有些是采用CCD，或者是将CCD和光电传感器结合使用来完成车模循迹的，在这些方案里面也有很多成功的案例。
其他方面如车模的改装、动力驱动、转向控制，以及控制算法方面等，韩国选手的方案也都有各自的创新和值得我们学习和进一步研究的地方。
因其专业知识涉及控制、模式识别、传感技术、汽车电子、电气、计算机和机械等多个学科，培养了学生对知识融合和实践动手能力。
在国内，2005年教育部成功将这项赛事引入中国。
由飞思卡尔公司资助，清华大学承办了这项赛事。
全国有五十多所学校共派出一百多支队伍参赛。
最终，清华大学二队获得第一名，交大之星队以0.4秒之差屈居第二。
赛事的成功举办，引起了全国各高校和众多学生的兴趣。
今年的比赛将更加引人注目。
每年比赛将在七月中旬开始预赛，八月将进行决赛。
全国共分成五个赛区，先进行初赛，优胜者将进入全国总决赛。
活动目的：
加强大学生实践、创新能力和团队精神的培养，促进高等教育教学改革，促加强大学生实践、创新能力和团队精神的培养，促进高等教育教学改革，促加强大学生实践、创新能力和团队精神的培养，促进高等教育教学改革，促加强大学生实践、创新能力和团队精神的培养，促进高等教育教学改革，促进高等学校素质教育，培养大学生的综合知识运用能力、基本工程实践能力和创进高等学校素质教育，培养大学生的综合知识运用能力、基本工程实践能力和创进高等学校素质教育，培养大学生的综合知识运用能力、基本工程实践能力和创进高等学校素质教育，培养大学生的综合知识运用能力、基本工程实践能力和创新意识，激发大学生从事科学研究与探索的兴趣和潜能，倡导理论联系实际、求新意识，激发大学生从事科学研究与探索的兴趣和潜能，倡导理论联系实际、求新意识，激发大学生从事科学研究与探索的兴趣和潜能，倡导理论联系实际、求新意识，激发大学生从事科学研究与探索的兴趣和潜能，倡导理论联系实际、求真务实的学风和团队协作的人文精神，为优秀人才的脱颖而出创造条件
主办单位：
兰州工业学院
承办单位：
兰州工业学院交通工程系
兰州工业学院交通工程系学生工作办公室
兰州工业学院交通工程系团总支学生会
活动对象：
兰州工业学院全体学生
活动准备：
培训内容为电子系统设计方法、制作工艺、调试技术和EDA软件工具的使用辅导，赛前将在实验室集中培训，如电烙铁、示波器、万用表的使用，以及安全教育等。
（具体培训时间另行通知）
活动时间：
2013年5月——2014年5月
活动地点：
初赛：
兰州工业学院南校区实训楼汽车实训中心
决赛：
兰州工业学院南校区实训楼汽车实训中心
参赛规则：
参赛选手须使用大赛组委会统一提供的竞赛车模，采用飞思卡尔16位微控制器MC9S12DG128作为核心控制单元，自主构思控制方案及系统设计，包括传感器信号采集处理、控制算法及执行、动力电机驱动、转向舵机控制等，完成智能车工程制作及调试，于指定日期与地点参加场地比赛。
参赛队伍之名次（成绩）由赛车现场成功完成赛道比赛时间为主，技术方案及制作工程质量评分为辅来决定。
组委会制定如下竞赛规则，在实际可操作性基础上力求公正与公平参与。
组委会将邀请独立公证人监督现场赛事及评判过程。
比赛过程中，如果赛车碰到赛道两边的立柱并使之倾倒或移动，裁判员将判为赛车冲出跑道。
赛车前两次冲出跑道，选手可以申请恢复比赛，即将冲出跑到赛车重新放置在裁判指定的赛车冲出跑道的位置，恢复比赛。
整个恢复比赛过程中计时不间断。
选手也可以在赛车冲出跑道后放弃比赛。
比赛过程中如果出现有如下一种情况，判为比赛失败：
1）裁判点名后，2分钟之内，参赛队没有能够进入比赛场地并做好比赛准备；
2）比赛开始后，赛车在30秒之内没有离开出发区；
3）赛车在离开出发区之后10分钟之内没有跑完两圈；
4）赛车冲出跑道的次数超过两次；
5）比赛开始后未经裁判允许，选手接触赛车；
6）决赛前，赛车没有通过技术检验。
如果比赛失败，则不计成绩。
比赛中禁止：
1）不允许在赛道周围安装辅助照明设备及其它辅助传感器等；
2）选手进入赛场后，不允许进行任何硬件和软件的修改；
3）比赛场地内，除了裁判与1名队员之外，不允许任何其他人员进入场地；
4）不允许其它影响赛车运动的行为。
对于智能竞赛车模
1）禁止改动车底盘结构、轮距、轮径及轮胎；
2）禁止改动驱动电机的型号及传动比；
3）禁止改造滚珠轴承；
4）禁止改动舵机；
5）禁止改动驱动电机以及电池，车模主要前进动力来源于车模本身直流电机及电池；
6）为了车模的行驶可以安装电路、传感器等，允许在底盘上打孔或安装辅助支架等。
电路器件及控制驱动电路限制
1）核心控制模块可以采用组委会提供的HCS12模块，也可以采用MC9SDG128自制控制电路板,除了DG128MCU之外不得使用辅助处理器以及其它可编程器件；
2）伺服电机数量不超过3个；
3）传感器数量不超过16个（红外传感器的每对发射与接受单元计为1个传感器，CCD传感器记为1个传感器）；
4）直流电源使用大赛提供的电池；
5）禁止使用DC-DC升压电路为驱动电机以及舵机提供动力；
6）全部电容容量和不得超过2000微法；电容最高充电电压不得超过25伏。
可以选择参数：
1）开发软件可以选择CodeWarrior3.1，也可以另行选择；
2）开发调试硬件可以选择BDM（清华大学制作）工具，也可以另行选择；
3）电路所使用元器件（传感器、各种信号调理芯片、接口芯片、功率器件等）种类量都可以自行设计选择。
赛道基本参数（不包括拐弯点数目、位置以及整体布局）
1）赛道路面用纸制作，跑道所占面积不大于5000mm*7000mm，跑道宽度不小于600mm
2）跑道表面为白色，中心有连续黑线作为引导线，黑线宽25mm；
3）跑道最小曲率半径不小于500mm；
4）跑道可以交叉，交叉角为90°；
5）赛道为二维水平平面；
6）赛道有一个长为1000mm的出发区，如下图所示，计时起始点两边分别有一个长度100mm黑色计时起始线，赛车前端通过起始线作为比赛计时开始或者与结束时刻。
活动报名：
学生自愿报名（交通工程系选拔）
团队要求：
比赛根据参赛队伍和队员情况，分别设立光电组、摄像头组、创意组等赛。
每支参赛队3名学生组成，带队老师1--2名
评分规则：
初赛评分细则：
（1）能够实现某种功能（70）
（2）设计电路图清晰、规范，并标注具体参数；附有程序框图和程序清单，并用计算机绘出原理图（30）。
复赛评分细则:
1、评审方式：
大赛评审采取设计报告评审和现场答辩及实物演示相结合的方式，评委会根据参赛队提供的设计报告和现场答辩情况综合讨论评定，并结合大赛总体要求依次为作品评奖；
2、评审标准：
作品完成程度（60）
（1）作品完成程度系统性能及稳定性
（2）方案的原创性与特色
（3）测试方案及其完备性
（4）实用功能
（5）市场潜力
设计报告（20）
内容包括项目名称、项目摘要、实际进度及完成情况、实际经费支出、功能与指标、实现原理、应用及扩展、硬件设计框图、软件设计流程、系统调试步骤和方法、测试结果、实现功能、PCB布线图、元器件清单和程序清单、参考文献等；
现场解说、答辩（20）
预算：
设备名称
单位（套
价格
海报
200元
200元
展板宣传
100元
100元
奖品费用
2000元
2000元
初赛决赛现场布置
600元
600元
摄像机租借及技术员工资
400元
400元
通讯费用
200元
200元
工具费用
600元
2400（4套）
后期材料整理
300元
300元
后期完善经费
600元
600元
车模费用
4000元
16000（4套）
电子元器件费用
5000元
20000（4套）
总计
43100元
附件二：
智能车简介及设计方案
一、智能车整体简介
智能车系统是由几个不同功能的模块组合而成的控制系统。
系统完成从传感器采集信息、微控制器对信息处理并控制执行机构输出控制量的整个过程。
为了使赛车能够快速、准确的沿着赛道运行，要求微控制器能够将对赛道信息处理，转向伺服电机和直流驱动电机的控制紧密的结合在一起。
从传感器信息采集、信息处理、转向伺服电机控制、电机转速控制，任何一个环节出现问题都会导致赛车不能正确的跟踪赛道行驶甚至偏离赛道。
因此智能车各个模块之间的协调工作是其正常行驶的基础。
智能车系统在结构上包括以下模块：
单片机模块、电源模块、电机及其驱动模块、舵机控制及驱动模块、车速测量模块和路径识别模块。
该方
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