博创杯智能汽车大赛讲解.docx

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博创杯智能汽车大赛讲解

“博创杯”智能汽车大赛

一、汽车大赛

智能汽车大赛以智能汽车为竞赛平台培养大学生多学科专业交叉的创新能力，工程实践能力以及团队协作能力。

大赛提供一个标准的四驱汽车模型、驱动马达、转向舵机、可充电式电池以及相应控制电路，参赛队伍按照要求组装或者改装一个能够通过摄像头来自主识别赛道的智能汽车，通过增加相应的道路自主行驶传感器，在ARM等嵌入式处理器上编写相应软件，使汽车在专门设计的跑道上通过图像自动识别道路并行驶，在遵守比赛规则前提下以完成赛道的时间作为评判依据。

不同于其它比赛，参赛选手采用的车模由官方统一定制，可便于选手专注于解决汽车的自主驾驶问题。

车模采用四驱配置，动力强劲，具有较高的速度和通过能力。

精细设计的悬挂以及差速传动系统与真实汽车更为接近，参赛选手可通过加装传感器或者利用手机自带的传感器模拟汽车自主驾驶过程中的各种状况。

智能车实践教学旨在培养学生在智能车基础上，利用嵌入式平台进行软件开发，通过图像视觉处理技术来进行道路的自主行驶，让学生通过理论结合实践，完成项目设计，培养学生多学科知识的融合、创意设计、团队协作和实践动手能力。

在项目设计、学科交叉和实践教学上极具特色。

嵌入式软件编程：

利用C/C++在ARM处理器上进行软件开发。

（1）.面向对象的编程：

在Antroid平台上利用JAVA开发图像、人机交互等APP。

（2）.图像处理技术：

通过视觉传感器识别道路和目标，利用图像处理算法进行目标识别、道路巡检等。

（3）.智能控制：

智能车提供舵机、伺服电机、传动等机电设备，在此基础上进行模型建立、机电控制和智能算法设计。

（4）.智能交通：

利用传感器、智能算法和物联网实现智能交通设计。

（5）.物联网：

智能车配载RFID、蓝牙、WIFI等无线设备，能够实现设备互联，结合嵌入式编程技术可以开展智能物联网系统的设计。

智能车系统的设计内容涵盖了智能控制、传感技术、图像识别、视觉处理、物联网应用、汽车电子、ARM、JAVA和C++编程、机械原理等多个学科的教学内容，因此可以为教学改革、人才培养、科学研究提供平台和案例支撑。

典型的学科设计题目有：

（1）.基于视觉的智能车无人道路行驶技术开发与实践

（2）.基于视觉的无人驾驶的智能交通系统设计

（3）.基于物联网的智能交通系统设计

（4）.面向无人车的嵌入式图像处理技术研究

（5）.基于手机体感设备的无人车遥控软件开发与应用

二、汽车模型详细参数

1、汽车模型总体参数

Ø产品名称：

基于视觉的自主驾驶智能车

Ø产品规格：

370mm×200mm×120mm

Ø产品轴距：

258mm

Ø产品轮距：

180mm

Ø底盘高度：

8mm

Ø轮胎：

68（直径）X27（宽度）mm

Ø产品重量：

5.5kg/毛重

Ø产品时速：

约40公里左右

Ø四轮驱动

Ø全金属底盘和二楼板（CNC铝合金件）

Ø自带直流电机调速系统（ESC）

Ø控制系统转接底板。

汽车模型外观视图

汽车底盘俯视图

汽车底盘前视图

汽车底盘左视图

2、硬件资源

产品名称

详细说明

汽车四驱模型汽车

汽车底盘

370mm×200mm×120mm（1/10仿真）；汽车轴距：

258mm；汽车轮距：

180mm；底盘高度：

8mm；轮胎：

68（直径）X27（宽度）mm；汽车重量：

5.5kg/毛重；汽车时速：

约40公里左右；四轮驱动；前后轮差速传动系统；

汽车模型驱动系统

模型车用540马达

6V直流电机

模型车用舵机

6V标准舵机，PPM输入信号，50Hz

直流电子调速系统（ESC）

PPM信号输入，50Hz，支持一路直流电机调速驱动

可充电电池

7.2V1800mAh镍铬电池组（10分钟）

配置快速充电器。

控制电路

控制电路底板

1个摄像头、

4路舵机/电调接口、

电池接口、

电调ESC供电接口

蓝牙串口、

核心板转接口、

LED指示、

电源扩展接口、

电源开关、

控制电路核心板

STM32F103RBT6（Cortex-M3）主控

串口下载口、

JTAG下载口、

BOOT启动拨码、

ISP下载

串口ISP下载调试器

3线串口下载器ISP和通讯接口

摄像头

车载CMOS摄像头

OV7670带FIFO

备选接口

两路鉴向编码器

支持32到200分辨率

摄像头固定支架

摄像头夹具

铝合金和塑料

摄像头支架底座

塑料

连接件配件包

螺钉螺母和五金工具

摄像头90度转接板

摄像头90度转接板，PCB板

摄像头支架杆

碳/波纤维,可自购

三、比赛细则

1.整体概况：

组委会提供一个标准的汽车模型、直流电机、可充电式电池以及相应控制电路。

参赛队伍按照要求组装或者改装一个能够通过摄像头来自主识别赛道的智能车。

在专门设计的跑道上通过图像自动识别道路并行驶，比赛成绩取决于在遵守比赛规则前提下完成赛道的时间。

比赛种类：

✧个人赛；

✧团体赛

本细则以个人赛为准，个人赛建议3人组建一支参赛队伍。

团体赛：

以学校为单位，由3支参赛队伍的3辆赛车组成。

2、器材限制规定：

（1）.须采用比赛统一指定的车模。

（2）.禁止改换车底盘结构、轮距、轮径及轮胎,但可以在此之上钻孔固定等，可以拆除构件以减少重量，不得加固底盘。

（3）.禁止采用其它型号的驱动电机，禁止改动驱动电机的传动比。

（4）.禁止改造车模运动传动结构。

（5）.禁止改动舵机，但可以更改舵机输出轴上连接件。

（6）.车模前进动力必须来源于车模本身直流电机及电池。

（7）.禁止增加车模地面支撑装置。

在车模静止、动态运行过程中，只允许车模原有四个车轮对车模起到支撑作用。

（8）.为了安装电路、传感器等，允许在底盘或者其它位置上打孔或安装辅助支架等。

（9）.采用比赛指定车载摄像头。

（10）.采用比赛指定控制电路。

（11）.允许并鼓励加装编码器用于测速，除此之外，禁止加装其它的传感器和主控设备。

（12）.允许采用蓝牙、WIFI等通讯设备，但只能用于赛车在赛道非计时区（如起始区和终止区、冲出赛道时）启动和停止，不允许对车遥控比赛。

（13）.允许采用LED灯、数码管、液晶屏等。

（14）.允许自由调整控制电路板的安装位置以及摄像头的位置。

（15）.不允许增加、改换官方的主控制器，但可以扩展引脚用于其它用途。

3、官方指定车模以及相应电路

采用官方统一规定的车模、控制电路，摄像头；主处理器采用官方指定的核心板STM32F103RBT6。

4、赛道基本参数

（1）.赛道路面采用白色KT基板制作，在比赛阶段时，跑道所占面积在9m×8m左右，跑道技术参数参考附件2---《跑道详细说明》。

（2）.赛道宽度不小于60cm。

（3）.跑道表面为白色，赛道两边有黑色线，黑线宽25mm±5，沿着赛道边缘粘贴。

其它地方颜色为无关信息，蓝色。

（4）.跑道中心线最小曲率半径不小于1000mm。

（5）.跑道可以交叉，交叉角为90°。

（6）.赛道有一个长为1m的出发区。

（7）.比赛赛道实际布局将在比赛当日揭示，在赛场内将安排采用与制作实际赛道相同的材料所做的测试赛道供参赛队进行现场调试。

（8）.赛道中心线间距不小于750mm（交叉赛道除外）。

5、比赛规则

（1）.比赛分为2轮，上午1轮，下午1轮，以两轮最好成绩为最终成绩。

每一轮比赛中，参赛队伍有1~3次比赛机会，以最后一次比赛的成绩作为这一轮的最终成绩；在一轮当中，参赛队伍如果在比赛当中赛车出局，比赛成绩为零分（即最长时间），获得再一次比赛机会，此时每支参赛队伍最多获得3次机会；如果比赛未出局，即以当次比赛成绩为最终成绩，此轮不再继续。

（2）.上午和下午的两轮比赛，允许参赛队伍调整。

（3）.一轮比赛的两次比赛之间不允许调整，只有30秒的重赛时间。

（4）.每轮比赛选手需在T秒内完成比赛，超出T秒者成绩记为T秒。

T时间在赛前公布。

（5）.在每次比赛中，裁判示意“预备”后，选手首先将赛车放置在赛道的起跑区域内，选手向裁判示意“开始”。

赛车至少静止两秒钟后自动启动。

（6）.每辆赛车在赛道上跑一圈，以赛车前部顶齐“计时起始线”为计时点；”计时起跑线”为横穿赛道的25mm宽黑色线；当赛车跑完一圈再次头部顶齐“计时起始线”时，赛车完成比赛，计时结束；同时，跑完一圈后赛车需要自动停止在起始线之后三米之内的赛道内，如果没有停止在此规定的区域内，比赛计时成绩增加1秒；赛车停止时至少保证有三个车轮接触赛道，否则本次成绩加1s。

（7）.当赛车一个或者两个轮子在边线上或者外部时，如果赛车持续此状态行驶未超过1个车上长度，被判压线1次，成绩加1秒；如果持续此状态超过1个车身长度，但未超过2个车身长度，被判压线两次，，成绩加2秒；如果持续此状态超过2个车身，将由裁判视为出局。

（8）.凡符合下列条件之一者，将由裁判视为出局，选手此次成绩为零分，可在本规则1条件下再赛一次。

（a）、冲出赛道：

赛车的3个或3个以上轮子均不在赛道内；（b）、符合规则7的出局判罚条件。

（9）.赛车启动后，选手应迅速离开出发区，以免影响裁判判断。

（10）.选手可以申请擦拭跑道，但不应自行擦拭跑道。

（11）.调试以及比赛过程中，每组只允许一名选手操作。

（12）.参赛队伍必须提前2支队伍到比赛区等待；比如1号参赛队伍开始比赛时，2号和3号比赛必须在比赛区等候,否则轮空。

（13）.在比赛前，参赛队伍可以在练习区调试、测试；一旦进入比赛区，不得调整赛车。

（14）.技术评判组将对即将比赛的赛车进行现场技术检查，如有违反器材限制规定的（指本细则所有关于器材的限制）当时取消决赛资格。

（15）.主裁判统一综合裁判组的主裁判、边裁、计时员的决定，给出比赛结果。

（16）.比赛过程中，选手如果对裁判判决有异议，可向仲裁组提出仲裁请求。

选手有权向仲裁组检举比赛中的违规行为。

（17）.最终，由裁判组申报组织委员会批准公布决赛名单。

6、团体赛

◆团体赛：

以学校为单位，由3支参赛队伍的3辆赛车组成。

◆比赛方式:

赛车接力

（1）.参赛队伍由3辆赛车组成，编号为赛车1号，赛车2号，赛车3号。

（2）.赛车1号按照个人赛的方式准备启动，一旦赛车启动，赛车2号可以准备，待赛车1号跑完3/4圈赛道时，即赛车1号头部顶齐“接力赛终止线”（3/4赛道）时，赛车2号即可出发。

赛车3号以此类推。

（3）.比赛计时从赛车1号头部顶齐“计时起始线”开始，赛车3号头部顶齐“接力赛终止线”（3/4赛道）结束。

（4）.在上一辆赛车还没有到达“接力赛终止线”（3/4赛道）时，后一辆赛车已触碰“计时起始线”，被视为抢跑。

（5）.符合个人赛细则“出局”条件以及抢跑者，视为出局。

（6）.出局者，可重赛，最多3次；规则如同“个人赛”。

（7）.个人赛规则适用于团体赛。

（8）.主裁判统一综合裁判组的主裁判、边裁、计时员的决定，给出比赛结果。

7、权利说明

本比赛最终解释权归主办方所有。

四、电路介绍

●核心板：

●驱动底板

●连接方式

Ø核心板和驱动底板按图示红点方向对齐，插入。

Ø电调和舵机连接线，黑色为“GND”

Ø电调PPM输入为50HZ，占空比决定了电机的转速。

电调开光打开才能使用。

其中电调的三根线为GND,6V输出，信号线。

（注意：

电调由控制板供电，由此这里的6V为输出电压，会给舵机供电，所以电调开关打开，电调和舵机才工作）

Ø电调开关打开3s内，其信号线采集的占空比作为0点，即电机不转。

占空比提高或者降低，转速提高或者反向。

五、比赛地图

1、比赛地图样板

总图以及各个部分的CAD图纸和图片格式文件可从附件下载

取消坡道

2、赛道具体参数

（1）.出发区和终止区：

出发区有1m的出发跑道。

如下图所示

（2）.小S弯道参数如下图：

（3）.十字跑道：

（4）.坡道跑道（取消）

（5）.练习跑道：