正在初始化报价器请问监控摄像头的像素最高是多少？3个回答jaexfvzc301928目前主流的是130万和200万像素的。500万像素的用的都少。但是，现在监控用的2000多万像素的都有，价格非常高。就是一个摄像头的清晰度或者分辨率，实时监控画面所能达到的图像分辨率。类似有的影片标着1080P、1280P是一个道理。现在一般情况就是用600线或者700线，不过还是有很多还在用480线。模拟摄像机最高貌似就是700线，现在还有SDI摄像机。
huaer398常见的一般是100万像素，130万像素，200万像素，再往上是500万像素，道路监控用的卡口摄像机高达800万像素。
鬼哭魂嚎55　　监控摄像机分模拟和数字2种。模拟的视频信号是模拟信号，衡量标准是线数，一般使用彩色480线即可；数字的现在有普通的35万(主流)，100万、200万、甚至500万，200万以上就可以称为高清了，但现在高清的越来越多了
其他回答热门问答1234567891011121314151617181920查看更多21222324252627282930相关问答3个回答MrFain是的，现在人们的防范意识越来越强，自我防护比较好。
5个回答强哥_0549你把监控插件删掉不就行了吗5个回答专业打飞机256不能录像，没法用3个回答刘苗_7689所谓的监控有两个形式，一是类似网吧的管理软件，直接过滤掉公司禁止浏览的网站，如：开心农场等等；二是类似“红蜘蛛”类的网络监控软件，这种软件确实能够监控你在做什么，你干什么都能看到，...1个回答汪端懿无线监控远程监控价格在30000元左右。无线监控远程监控具有强大的威慑犯罪的作用。数以千计的摄像头被安置在街道、商业区、停车场等中心城区的公共场所。现场即时拍摄下的犯罪分子的照片，...3个回答追憶冰无线监控远程监控价格现在一套32000元左右，成都远控科技有限公司是一家专注于远程监控和网络无线通讯技术的高科技企业，有着多年从事监控和网络通讯产品的研发和施工经验。是IT行业非常...3个回答才子不才0473这个就要根据你的网络环境了，不在乎有以下几种
有联通或者电信固定公网IP ，
解决办法：在录像机上做好端口映射，直接输入IP和端口号就可以访问了
或者找...3个回答lx983021、把录像机与路由器连接，打开“网络”选项看看状态栏是否显示“在线”？如果显示在线，说明连接成功。
2、为需要监控的手机下载一个远程监控客户端，安卓系统输入“gDMSS”搜索...3个回答Faith丶1374DVR+客户端5个回答donglei848室外的监控及时要差点因为距离，范围是不一样，可是摄像机的像素一样。还有就是网络问题，可能没安装好，摄像头请不清晰主要还是看摄像机的像素了，其实公路上摄像头还是有好几种的，用途不同他...【微型摄像头】微型摄像头品牌_价格_图片_作用-佰佰安全网
微型摄像头
微型摄像头是现代高科技的产物，又名微型监控器，具有体积小、功能强大的特点，隐蔽性比较好。
微型摄像头的作用
关于针孔摄像机，人们往往会将“偷拍”、“暗访”、“取证”这样的词与它联系起来，随之而来的是强烈的不安全感。然而实际上在大多数情况下，针孔摄像机被应用在保护人们的生命、财产和隐私上，而不是起到相反的作用。特殊的微型摄像机还被应用到医学领域，用来对人体器官或动物器官检查。随着人们消费水平的不断提高，微型摄像头的用途也越来越广。已经广泛运用到航空、商业、传媒、企事业单位、家庭等行业。微型摄像头的出现，给人们的生活带来便利的同时，一些关系到企业机密、个人隐私等现象也随之产生。
微型摄像头的分类
针孔型事实上，人们通常所说的针孔摄像机，用的并不是针孔镜头。针孔镜头是指利用小孔成像原理来得到影像的镜头，它造价低廉，原理简单，但它的致命弱点是透过小孔的光线太少，而导致曝光时间过长。在阳光下使用针孔镜头拍摄照片需要花几分钟到十几分钟，尤其是在夜晚拍摄时曝光时间则要长达几个小时。很显然，对于每秒钟要拍摄十几张到几十张的摄像机来说，是达不到要求的。针孔镜头是无法应用在摄像机上的，因而也就不存在严格意义上的“针孔”摄像机。按照习惯的说法，将使用鱼眼镜头、平面镜头或锥形镜头的微型摄像机称之为针孔摄像机。根据镜头来分，针孔摄像头的镜头可分为有鱼眼镜头、平面镜头和锥形镜头三种；根据使用的感光元件来分，可分为电荷耦合元件（Charge Coupled Device，CCD）和互补性氧化金属半导体（Complementary Metal-Oxide Semiconductor，CMOS）两种；而按照数据传输方式来分类，又可以分成无线摄像机和有线摄像机两类。无线型无线设备在国内的无线环境中稳定使用。微型无线监控摄像头高稳定、高速率、长距离、多点测试的特点。在环境、能源、建筑、运输、医疗、工业机器状态监测等领域里均可发挥巨大作用，特别是在布线复杂、布线成本高昂、远距离大范围传送数据和移动性需求高时其发挥作用更加明显。外形分类1、室内装置形：如音箱、插座、充电器、灯具、画框。把微型摄像机巧妙地置于这些物品这内，从而达到监视家中环境，保护家中人身财产安全的目的。2、个人饰品形：手表、眼镜、领带、火机、胸卡。把摄像机做成饰品形状，可以方便地进行暗访、采录。3、生活用品形：纸巾盒、饮料罐、车钥匙、电灯开关、排插、闹钟、手电。这种形状的摄像机，可以随意放置在准备监视的位置，进行监控。从功能上来区分：1、普通有线型2、无线发射型3、红外夜视型4、超远距离传输型
微型摄像头结构组件
从摄像头的工作原理就可以列出摄像头的主要结构和组件：1、镜头（LENS）透镜结构，由几片透镜组成,有塑胶透镜（plastic）或玻璃透镜（glass）2、 图像传感器（SENSOR）可以分为两类：CCD（charge couple device） ：电荷耦合器件CMOS（complementary metal oxide semiconductor）：互补金属氧化物半导体3、数字信号处理芯片（DSP）DSP生产厂商较多，市面上较为流行的有： VIMICRO（中星微）301P/L、SONIX（松瀚）102/120/128、ST（罗技LOGITECH的DSP提供商）、SUNPLUS（SUN+重点发展单芯片的CIF和VGA，但图像质量一般）、PIXART（原相）PAC207单芯片CIF、SQ（倚强）SQ930C等。4、电源摄像头内部需要两种工作电压：3.3V和2.5V，最新工艺芯片有用到1.8V。也有部分摄像头采用视频传输线同步供电，不必外接电源线。
微型摄像头调试方法
（一）外部搭设电路连线CRT显示器从模拟摄像头上引出电源、地、信号三根引线，对摄像头供电，再将视频信号线接到电视盒视频输入接口。电视盒的VGA-OUT接至CRT显示器，从而实现CRT对经数字化的摄像头视觉进行显示。 此种方法为完全硬件层面显示，提供和人眼视觉完全一样的显示效果，对摄像头安装和自身物理参数校正具有显著帮助。（二）片外扩展LCD液晶HCS12系列MCU中含有串行外设接口SPI（Serial Peripheral Interface），能实现MCU之间的数据传输，且其速度比通过串行异步通信（SCI）方式快。SPI模块也支持MCU也外围设备间的双向、同步、串行通信，实现MCU的外设扩展。市场上诺基亚3310液晶价格低廉，成像基于二值点阵，显示模块为48*84个点列，对相关信息显示表现为对相应点写入数据使其呈现不同颜色。1．显示字符在系统运行时以字符形式提示系统相关运行参数。每个字符占用点列8*6，需要6字节数据，完成字符显示只需在编程对指定位写入相应数据。由于该液晶模块本身不带有字库，所以在程序开始时要先定义ASCⅡ表字符的液晶显示点阵数据，即一个大小为N*6字节的二维数组。2．显示图片模拟摄像头采集的视频信号经过MCU的A/D数字化后，信息存储在一个40*70的二维数组中，再将数组二值化，便能在48*84分辨率的液晶模块中显示，使开发者实时对摄像头机器视觉进行观测。此种方法为硬件和软件相结合的显示方法，能实时跟踪显示摄像头相关信息，显示时不会打断系统运行流程。（三）自写串口通讯上位机软件利用MCU的SCI模块发送图片数据至PC机，上位机利用MSCOMM控件编程对通讯数据进行读取。读取数据后，便能利用windows程序强大的数据处理能力和图片显示能力对图片数据处理。
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Freescale智能车入门手册(中文版)
Freescale 智能车入门手册 (V0.6)飞思卡尔半导体大学计划部 2010 年 3 月版本历史 版本 V0.2 V0.3 V0.6 时间 08/03///2010 备注目 录第一章 概述 ................................................................................................................................1 第二章 工具与材料 ....................................................................................................................3 2.1 工具 ....................................................................................................................................3 2.1.1 测量类工具................................................................................................................. 3 1. 游标卡尺......................................................................................................................3 2. 卷尺..............................................................................................................................3 3. 直角尺..........................................................................................................................4 4. 丁字尺..........................................................................................................................4 2.1.2 五金类工具................................................................................................................. 4 1. 虎钳..............................................................................................................................4 2. 尖嘴钳..........................................................................................................................5 3. 偏口钳..........................................................................................................................5 4. 剥线钳..........................................................................................................................6 5. 美工刀..........................................................................................................................6 6. 剪刀..............................................................................................................................6 7. 锉刀、砂纸..................................................................................................................7 8. 螺丝刀..........................................................................................................................7 9. 扳手..............................................................................................................................7 10. 镊子............................................................................................................................8 11. 手动钢锯....................................................................................................................8 12. 锤子............................................................................................................................8 13. 吸锡器........................................................................................................................9 2.1.3 设备类工具................................................................................................................. 9 1. 电烙铁..........................................................................................................................9 2. 热风箱..........................................................................................................................9 3. 手钻............................................................................................................................10 2.1.4 仪器仪表类工具....................................................................................................... 10 1. 万用表........................................................................................................................10 1) 电压的测量 ........................................................................................................... 11 2) 电阻的测量 ........................................................................................................... 11 3) 二极管的测量 ....................................................................................................... 11 4) 三极管的测量 ....................................................................................................... 11 5) 其他档位 ............................................................................................................... 11 2. 示波器........................................................................................................................ 11 1) 区分模拟带宽和数字实时带宽 ...........................................................................12 2) 有关采样速率 .......................................................................................................12 2.2 材料 ..................................................................................................................................13 2.2.1 零件........................................................................................................................... 13 1. 螺钉、螺母................................................................................................................13I2. 轴承............................................................................................................................13 3. 铜柱、塑料柱............................................................................................................14 2.2.2 跑道材料................................................................................................................... 14 1. KT 板 ..........................................................................................................................14 2. 黑胶带........................................................................................................................14 2.2.3 加工材料................................................................................................................... 14 1. 铝材............................................................................................................................14 2. 不锈钢材....................................................................................................................14 3. 碳纤维........................................................................................................................14 2.2.4 其他........................................................................................................................... 14 第三章 模型车的组成及安装调整方法 ..................................................................................16 3.1 模型车组成 ......................................................................................................................16 3.2 模型车的安装 ..................................................................................................................17 3.2.1 转向机构的安装....................................................................................................... 17 1. 改变舵机安装方式....................................................................................................17 2. 改变车轮定位............................................................................................................18 3. 悬架............................................................................................................................19 3.2.2 差速器的安装........................................................................................................... 20 3.2.3 码盘的安装............................................................................................................... 20 3.2.4 传感器支架及赛道传感器的安装 ........................................................................... 21 3.2.5 速度传感器安装....................................................................................................... 22 3.2.6 电池的安装............................................................................................................... 22 3.2.7 驱动电机................................................................................................................... 22 3.2.8 伺服电机................................................................................................................... 23 3.3 机械调整 ..........................................................................................................................23 3.3.1 前轮倾角调节........................................................................................................... 23 3.3.2 齿轮传动机构调节................................................................................................... 25 3.3.3 后轮差速机构调节................................................................................................... 25 3.3.4 底盘高度的调整....................................................................................................... 26 第四章 循线原理与设计方案 ..................................................................................................27 4.1 循线原理 ..........................................................................................................................27 4.2 光电传感器方案 ..............................................................................................................27 4.2.1. 寻线原理.................................................................................................................. 27 4.2.2. 光电传感器方案的特点.......................................................................................... 27 4.2.3. 光电传感器分类...................................................................................................... 27 4.3 摄像头方案 ......................................................................................................................28 4.3.1 选用摄像头的优势................................................................................................... 28 1. 分辨率高....................................................................................................................28 2. 前瞻远........................................................................................................................29 3. 路径好........................................................................................................................30 4.3.2 摄像头信号原理....................................................................................................... 30II4-3.3 摄像头信号程序采集原理 ...................................................................................... 31 4.4.4 摄像头信号黑线提取程序原理 ............................................................................... 32 第五章 赛车常用电路 ..............................................................................................................34 5.1 电源电路 ..........................................................................................................................34 5.1.1 +12V 电压的获得...................................................................................................... 34 5.1.2 +6V 电压的获得........................................................................................................ 34 5.1.2 +5V 电压的获得........................................................................................................ 34 5.1.3 +3V 电压的获得........................................................................................................ 35 5.2 编码器电路 ......................................................................................................................35 5.3 通信部分电路 ..................................................................................................................36 5.4 电机驱动电路 ..................................................................................................................37 第六章 开发环境与主控芯片特性 ..........................................................................................38 6.1 HCS12 开发环境 ..............................................................................................................38 6.1.1 Codewarrior 的使用 .................................................................................................. 38 6.1.2 工程文件组织........................................................................................................... 42 6.1.3 编译程序................................................................................................................... 43 6.1.4 样例........................................................................................................................... 45 6.2 DG128 的特点 ..................................................................................................................45 6.2.1 时钟和复位产生模块、存储器与封装形式 ........................................................... 46 6.2.2 丰富的 IO 接口 ........................................................................................................ 46 6.2.3 内部结构简图、引脚图及引脚功能 ....................................................................... 46 6.2.4 DG128 最小系统 ....................................................................................................... 47 6.3 智能车常用的功能模块 ..................................................................................................49 6.3.1 GPIO 模块 ................................................................................................................. 49 1. GPIO 概述 ..................................................................................................................49 2. I/O 口的使用方法 ......................................................................................................49 1）数据方向寄存器(Data Direction Register x，DDRx) .........................................49 2）数据寄存器(Port x I/O Register，PORTx) ..........................................................49 3）上拉电阻控制寄存器...........................................................................................50 3.样例程序......................................................................................................................50 1) 小灯控制头文件 Light.h .......................................................................................50 2) 小灯控制子函数 Light.c .......................................................................................50 3) 小灯控制主函数 main.c ........................................................................................50 6.3.2 串口模块................................................................................................................... 51 1. 串口模块概述............................................................................................................51 1）SCI 初始化 ...........................................................................................................52 2）发送一个数据与接收一个数据 ...........................................................................53 2. 样例程序....................................................................................................................54 1) 串行通信头文件 SCI.h .........................................................................................54 2) 串行通信子函数 SCI.c .........................................................................................54 3) 串口测试(查询方式)主函数 main.c .....................................................................56III6.3.3 A/D 转换模块 ............................................................................................................ 56 1. A/D 模块概述 .............................................................................................................56 2. DG128 内部 A/D 转换模块 .......................................................................................57 3. A/D 转换模块的基本编程方法 .................................................................................57 1) A/D 转换初始化.....................................................................................................57 2) 启动 A/D 转换 ......................................................................................................58 3）获取 A/D 转换结果 ..............................................................................................58 4. 样例程序....................................................................................................................58 1) A/D 转换头文件 ADC.h ........................................................................................58 2) A/D 转换子函数 ADC.c ........................................................................................59 3) A/D 转换测试主函数 main.c .................................................................................60 6.3.4 定时器模块............................................................................................................... 61 1. 概述............................................................................................................................61 2. DG128 定时器特点 ....................................................................................................61 2. 样例程序....................................................................................................................62 1) 定时器溢出中断头文件 Timer.h ..........................................................................62 2) 定时器溢出子函数文件 Timer.c ..........................................................................62 3) 定时器溢出中断测试主函数 main.c ....................................................................63 4) 定时器溢出中断处理程序 ...................................................................................64 6.3.5 输入捕捉功能........................................................................................................... 64 1. 输入捕捉概述............................................................................................................64 2. 样例程序....................................................................................................................65 1) 输入捕捉头文件 InputCapture.h ..........................................................................65 2) 输入捕捉子函数 InputCapture.c...........................................................................65 3) 输入捕捉中断处理函数 isr.c ................................................................................66 6.3.6 脉冲累加功能........................................................................................................... 66 1. 脉冲累加概述............................................................................................................66 2. 样例程序....................................................................................................................66 1) 脉冲累加头文件 PA.h...........................................................................................66 2) 脉冲累加子函数 PA.c ...........................................................................................67 3) 脉冲累加测试主函数 main.c ................................................................................67 6.3.7 PWM 功能 ................................................................................................................. 68 1. PWM 概述 ..................................................................................................................68 2. 样例程序....................................................................................................................68 1) PWM 头文件 PWM.h ............................................................................................68 2) PWM 子函数 PWM.c ............................................................................................69 3) PWM 测试主函数 main.c ......................................................................................71 第七章 软件设计的常用算法 ..................................................................................................72 7.1 黑线提取算法 ..................................................................................................................72 7.1.1 二值化算法............................................................................................................... 72 7.1.2 直接边缘检测算法................................................................................................... 73 7.1.3 跟踪边缘算法........................................................................................................... 73IV7.2 车体控制算法 ..................................................................................................................74 7.2.1 PID 算法 .................................................................................................................... 74 7.2.2 模糊控制算法........................................................................................................... 74 第八章 赛车设计样例 ..............................................................................................................77 8.1 硬件组装 ..........................................................................................................................77 8.1.1 车模各部件的安装................................................................................................... 78 8.1.2 电路板的设计及安装............................................................................................... 78 8.2 软件设计 ..........................................................................................................................78 8.2.1 软件流程介绍........................................................................................................... 78 1. 主程序........................................................................................................................78 2. 中断处理程序............................................................................................................79 8.2.2 软件复用模块........................................................................................................... 80 第九章 调试及常见问题分析 ..................................................................................................82 9.1 光电组赛车调试及常见问题分析 ..................................................................................82 9.1.1. 传感器...................................................................................................................... 82 9.1.2. 舵机.......................................................................................................................... 82 9.1.3. 主板.......................................................................................................................... 83 9.1.4. 电机部分（后桥）.................................................................................................. 83 9.1.5. 码盘（测速装置）.................................................................................................. 84 9.2 摄像头组赛车调试及常见问题分析 ..............................................................................84 9.2.1 上位机程序的制作................................................................................................... 84 1．通信模块...................................................................................................................84 2．数据显示...................................................................................................................85 1）显示赛车状态信息...............................................................................................85 2）显示 CCD 赛道图像 ............................................................................................86 9.2.2 通信问题................................................................................................................... 86 9.2.3 摄像头调节............................................................................................................... 87 9.2.4 常见问题分析........................................................................................................... 88 9.3 其它常见问题 ..................................................................................................................88V第一章 概述大学生智能汽车竞赛是以智能汽车为竞赛平台的创意性科技竞赛， 是面向大学生的一种具 有探索性的工程实践活动，具有技术含量高，涉及学科多，趣味性强，参赛成本低等特点。 参赛选手须使用统一指定的竞赛车模套件，采用飞思卡尔半导体公司的8位、16位微控制 器作为核心控制单元，自主构思控制方案进行系统设计，设计内容包括传感器信号采集处理、 电机驱动、转向舵机控制以及控制算法等。在此基础上，完成智能车的制作及调试，并于指定 日期与地点参加比赛。 大学生智能汽车竞赛的比赛方式是， 各队选手将设计好的智能汽车在规定宽度的白色跑道 上沿着中间黑色线行进，以完成时间最短者为优胜。主要的比赛规定有： ? 智能竞赛车模的规定 比赛须采用统一指定的车模，细节及改动须受到一定的限制。如禁止改动舵机、驱动 电机以及电池、车底盘结构、轮距、轮径及轮胎，禁止采用其它型号的驱动电机等。 ? 有关赛场的规定 （1）赛道路面用专用白色基板制作，跑道所占面积一般不大于 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）赛道不一定封闭； （6）赛道有一个长为 1000mm 的出发区，如图 1-1 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。 ?图1-1 赛道基本参数 1大学生智能汽车涵盖了控制、模式识别、传感技术、电子、电气、计算机、机械等多个学 科的知识，具有很强的综合性和实践性。 该项比赛的参赛对象来自不同专业，需要相互团结协作共同完成以下工作： （1）根据汽车理论知识，调整前轮及其主销的倾角，包括主销内倾、主销后倾、前轮外 倾和前轮前束，以保障汽车直线行驶的稳定性、转向轻便和减少轮胎的磨损。 （2）使用舵机控制前轮的转向。舵机安装的方向和位置直接影响着舵机操作的灵活性。 （3） 采集黑色引导线信号。 根据所参加的竞赛组别的不同， 引导线信号可以是光电信号、 摄像信号或电磁信号。若选择摄像头作为采集路线的传感器，软件算法更复杂，需要利用模式 识别技术，但是竞赛观赏性更好。 （4）算法设计。每队选手都须采用飞思卡尔的 8 位或 16 位微控制器作为核心控制芯片， 一般只需使用其中的 ADC、定时器、串口、PWM 以及 GPIO 等模块，利用 PID 控制理论编写 控制算法，保证小车能灵活流畅地运行。 （5）电机驱动设计。驱动信号来自核心控制芯片，需设计专门的驱动电路，提升电流和 电压，保证足够的功率驱动电机，且使电机快速运转，以便获得好的竞赛成绩。 本竞赛融科学性、趣味性和观赏性为一体，以迅猛发展、前景广阔的汽车电子为背景。竞 赛规则透明，评价标准客观，坚持公开、公平、公正的原则，以保证竞赛向健康、普及、持续 的方向发展。 总之，对多数参赛者来说，通过竞赛，培养了他们对已学理论知识和实验技能的综合运用 能力。他们带着背景对象中的各种新问题，学习多个学科新知识，并向来自不同学科背景的同 学学习， 逐渐学会了在交叉、 集成基础上的综合运用。 他们在竞赛中还必须考虑赛车的可靠性、 寿命、外观工业设计、性能价格比等，即须从系统工程角度出发，结合技术与非技术、集成科 学与非科学，使其在具体约束条件下融合形成整体的综合运用。应该说，这样的训练是很有意 义的。 同时， 通过竞赛实践， 逐渐培养大学生在一个团队中， 学会正确地评价自己及评价他人； 学习和发挥他人的长处；建立组织和调动各类人员积极性的能力。使他们既能当好主角，也甘 于当好配角，初步具备脚踏实地做好本职工作的基本素质。2第二章 工具与材料2.1 工具2.1.1 测量类工具1. 游标卡尺图2-1 游标卡尺用途：测量工件厚度或内外直径的用具，精密度可至 0.01 毫米（如图 2-1 所示） 。 注意： (1)游标卡尺是比较精密的测量工具，要轻拿轻放，不得碰撞或跌落地上，使用时不要用 来测量粗糙的物体，以免损坏量爪，不用时应置于干燥地方防止锈蚀； (2)测量时，应先拧松紧固螺钉，移动游标不能用力过猛，两量爪与待测物的接触不宜过 紧，不能使被夹紧的物体在量爪内挪动； (3)读数时，视线应与尺面垂直，如需固定读数，可用紧固螺钉将游标固定在尺身上，防 止滑动； (4)实际测量时，对同一长度应多测几次，取其平均值来消除偶然误差。 举例：测量螺钉外径。2. 卷尺图2-2 卷尺3用途：测量较长工件的尺寸或距离（如图 2-2 所示） 。 举例：测量跑道总长。3. 直角尺图2-3 直角尺用途：具有一个直角和两个直边，用于画或检验直角的工具（如图 2-3 所示） 。 举例：测量跑道临边是否垂直。4. 丁字尺图2-4 十字尺用途：为一端有横档的“丁”字形直尺，由互相垂直的尺头和尺身构成，用于画某物体外 廓边界的垂线（如图 2-4 所示） 。 举例：测绘 KT 板（跑道材料） 。2.1.2 五金类工具1. 虎钳用途：利用螺旋传动使两钳口作相对移动而夹持工件的工具（如图 2-5 所示） 。 注意：用虎钳固定工件进行加工时，加工工具不可接触虎钳钳口，以免损坏。 举例：加工铝材或木材等型材时用于固定被加工物。4图2-5 虎钳2. 尖嘴钳图2-6 尖嘴钳用途：能在较狭小的工作空间操作，刃口能剪切细小零件，为仪表及电讯器材等装配及修 理工作常用的工具（如图 2-6 所示） 。 举例：在狭小的工作空间中，拆装螺母。3. 偏口钳图2-7 偏口钳用途：将元件过长的引脚剪掉，使元件引脚稍露出焊点即可（如图 2-7 所示） 。 举例：去除元件多余引脚。54. 剥线钳用途：用来剥掉细缆导线外部的绝缘层（如图 2-8 所示） 。 举例：焊接导线时剥掉外层绝缘层。图2-8 剥线钳5. 美工刀用途：一种抽拉式结构的刀，大多由塑刀柄和刀片两部分组成。刀片多为斜口，用顿时可 顺片身的划线折断，出现新的刀锋（如图 2-9 所示） 。 举例：切割 KT 板（跑道材料）图2-9 美工刀6. 剪刀图2-10 剪刀用途：用于切割布、纸、薄板、绳片状或条状物体的双刃工具（如图 2-10 所示） 。6举例：剪断细电线或纸板。7. 锉刀、砂纸图2-11 锉刀用途：表面上有许多细密刀齿、条形，用于锉光工件的手工工具，用于对金属、木料等表 层做微量加工（如图 2-11 所示） 。 举例：对被锯开的工件断口进行精加工。8. 螺丝刀图2-12 螺丝刀用途：用来拧转螺丝钉以迫使其就位的工具，通常有一个薄楔形头，可插入螺丝钉头的槽 缝或凹口内。主要有一字（负号）和十字（正号）两种（如图 2-12 所示） 。 举例：组装或拆卸车模螺钉。9. 扳手图2-13 扳手 7用途：利用杠杆原理拧转螺栓、螺钉、螺母等的手工工具（如图 2-13 所示） 。 举例：组装或拆卸车模螺母，一般和螺丝刀配合使用。10. 镊子图2-14 镊子用途：用于贴片电子元件或螺钉取用（如图 2-14 所示） 。 注意： （1）不可使其加热 （2）不可夹酸性药品 （3）用完后必须使其保持清洁。 举例：焊接时用于夹持贴片元件11. 手动钢锯图2-15 手动钢锯用途：用于精度不高、较硬材料的切割（如图 2-15 所示） 。 举例：切割铝材或木材等型材。12. 锤子图2-16 橡皮锤用途： 锤头用橡胶制作， 用于敲击强度较低的零件， 防止其变形或断裂 （如图 2-16 所示） 。8举例：折弯铝条13. 吸锡器图2-17 吸锡器用途：用于拆卸修理已焊好的电路元件或清理焊锡，一般配合电烙铁使用（如图 2-17 所 示） 。 举例：清理焊盘。2.1.3 设备类工具1. 电烙铁图2-18 电烙铁用途：用来焊接电路，一般配合“焊锡丝”使用（如图 2-18 所示） 。 注意： (1)使用时注意安全，防止烫伤或烫坏电源线绝缘层。 (2)焊接时应一次焊好，防止长时间焊接使电路受热变形。 (3)使用后应及时断电，消除火灾隐患。 举例：焊接电路。2. 热风箱图2-19 热风箱用途： 用于热风加热、 拆焊大面积焊接的电子元件和热缩管处理等多种需要热能的场合 （如9图 2-19 所示） 。 注意：(1)在热风焊枪内部，装有过热自动保护开关，枪嘴过热保护开关动作，机器停止 工作。必须把风量钮（ATPCAPACITY）调至最大，延迟 2 分钟左右，加热器才能工作，机器 恢复正常。(2)使用后，要注意冷却机身：关电后，发热管会自动喷出冷风，当停止吹风时再 拔掉电源插头。(3)不使用时，请把手柄放在支架上，以防意外。 举例：拆卸芯片。3. 手钻图2-20 手钻用途：加工少量精度要求不高的较小直径孔（如图 2-20 所示） 。 注意： (1)钻头必须用卡盘钥匙锁紧，以防钻头松脱飞出； (2)被加工工件应固定。 举例：车模底盘打孔。2.1.4 仪器仪表类工具1. 万用表图2-21 万用表用途： 测量直流电流、 直流电压、 交流电压、 电阻和音频电平等， 有的还可以测交流电流、 电容量、电感量及半导体的一些参数（如图 2-21 所示） 。101) 电压的测量 直流电压的测量，如电阻两端电压、单片机某一管脚输出电压等。首先将黑表笔插进万用 表的“COM”孔，红表笔插进“VΩ”孔。然后把旋钮旋到比估计值大的量程，把表笔接电 源或电池两端；保持接触稳定。最后读取显示屏数值。 注意： （1）表盘上的数值均为最大量程。 （2） “V－”表示直流电压档， “V～”表示交流电压档， “A”是电流档。 （3）若显示屏上显示为“1” ，则表明量程太小，那么就要加大量程后再测量。 （4）若读取的数值左边出现“-” ，则表明表笔极性与实际电源极性相反，即此时红表笔 接在负极上，黑表笔接在正极上。 2) 电阻的测量 将表笔插进“COM”和“VΩ”孔中，把旋钮打旋到“Ω”中所需的量程，将红、黑表 笔分别接在电阻两端金属部位，测量中可以用手接触电阻，但不要把手同时接触电阻两端，这 样会影响测量精确度的（人体也是导体，存在有限阻值） 。读数时，要保持表笔和电阻有良好 的接触； 注意：单位：在“200”档时单位是“Ω” ，在“2K”到“200K”档时单位为 “KΩ ” ， “2M”以上的单位是“MΩ” 。 3) 二极管的测量 数字万用表可以测量发光二极管，整流二极管??测量时，表笔位置与电压测量一样，将 旋钮旋到 “ ” 档； 用红表笔接二极管的正极， 黑表笔接负极， 这时会显示二极管的正向压降。 调换表笔，显示屏显示“1.”则为正常，因为二极管的反向电阻很大，否则此管已被击穿。 4) 三极管的测量 (1) 基极判断 表笔插位同上，其原理同二极管。先假定 A 脚为基极，用黑表笔与该脚相接，红表笔与 其他两脚分别接触其他两脚；若两次读数均为 0.7V 左右，然后再用红笔接 A 脚，黑笔接触其 他两脚，若均显示&1&，则 A 脚为基极，否则需要重新测量，且此管为 PNP 管。 (2) 集电极和发射极的判断 数字表不能像指针表那样利用指针摆幅来判断， 那怎么办呢？可以利用 “hFE” 档来判断： 先将档位打到“hFE”档，可以看到档位旁有一排小插孔，分为 PNP 和 NPN 管的测量。前面 已经判断出管型，将基极插入对应管型“b”孔，其余两脚分别插入“c” ， “e”孔，此时可以 读取数值，即β值；再固定基极，其余两脚对调；比较两次读数，读数较大的管脚位置与表面 “c” ， “e”相对应。 注意：上法只能直接对如 9000 系列的小型管测量，若要测量大管，可以采用接线法，即 用小导线将三个管脚引出。 5) 其他档位 如交流电压的测量，电流的测量在智能车的制作过程中一般不会使用。2. 示波器用途： 可以观察各种不同信号幅度随时间变化的波形曲线， 还可以用它测试各种不同的电 量，如电压、电流、频率、相位差、调幅度等等（如图 2-22 所示） 。11图2-22 示波器在制作智能车时，在示波器的使用上，主要是用来看各种信号的波形，像接收管在黑白跑 道上接收的波形、CCD 摄像头输出的 PAL 制式波形、单片机输出的控制舵机和电机的 PWM 波形等等。 数字示波器因具有波形触发、存储、显示、测量、波形数据分析处理等独特优点，其使用 日益普及。由于数字示波器与模拟示波器之间存在较大的性能差异，如果使用不当，会产生较 大的测量误差，从而影响测试任务。 1) 区分模拟带宽和数字实时带宽 带宽是示波器最重要的指标之一。 模拟示波器的带宽是一个固定的值， 而数字示波器的带 宽有模拟带宽和数字实时带宽两种。 数字示波器对重复信号采用顺序采样或随机采样技术所能 达到的最高带宽为示波器的数字实时带宽， 数字实时带宽与最高数字化频率和波形重建技术因 子 K 相关（数字实时带宽=最高数字化速率/K） ，一般并不作为一项指标直接给出。从两种带 宽的定义可以看出， 模拟带宽只适合重复周期信号的测量， 而数字实时带宽则同时适合重复信 号和单次信号的测量。 2) 有关采样速率 采样速率也称为数字化速率，是指单位时间内，对模拟输入信号的采样次数，常以 MS/s 表示。采样速率是数字示波器的一项重要指标。 (1) 避免采样时出现混迭现象 混迭就是屏幕上显示的波形频率低于信号的实际频率， 或者即使示波器上的触发指示灯已 经亮了，而显示的波形仍不稳定。 混叠现象的判断。对于一个未知频率的波形，可以通过慢慢改变扫速 t/div 到较快的时基 档，如果波形的频率参数急剧改变，说明波形混迭已经发生；或者晃动的波形在某个较快的时 基档稳定下来，也说明波形混迭已经发生。根据奈奎斯特定理，采样速率至少高于信号高频成 分的 2 倍才不会发生混迭，如一个 500MHz 的信号，至少需要 1GS/s 的采样速率。有如下几 种方法可以简单地防止混迭发生： a) 调整扫速。 b) 采用自动设置（Autoset） 。 c) 试着将收集方式切换到包络方式或峰值检测方式。 因为包络方式是在多个收集记录中寻找极值， 而峰值检测方式则是在单个收集记录中寻找 最大最小值，这两种方法都能检测到较快的信号变化。 d) 如果示波器有 Insta Vu 采集方式， 可以选用该种方式， 因为这种方式采集波形速度快，12显示的波形类似于用模拟示波器显示的波形。 (2) 采样速率与 t/div 的关系 每台数字示波器的最大采样速率是一个定值。但是，在任意一个扫描时间 t/div，采样速 率 fs 由下式给出： fs=N/(t/div)，N 为采样点个数。当采样点数 N 为一定值时，fs 与 t/div 成 反比，扫速越大，采样速率越低。 注意：使用数字示波器时，为了避免混迭，扫速档最好置于扫速较快的位置。如果想要捕 捉到瞬息即逝的毛刺，扫速档则最好置于主扫速较慢的位置。2.2 材料2.2.1 零件1. 螺钉、螺母图2-23 螺丝与螺母常用的螺钉螺母以 Mx*x 形式统一规格，其中 M 表示最常用的粗牙螺纹，第一个数字表 示螺纹中径长度，第二个数字表示螺钉或螺母的高度，单位都是公制 mm 毫米（如图 2-23 所 示） 。其中螺母作为标准件通常高度是固定的，若想改变高度，需要定制。 常用的螺钉规格包括：M2*8，M2*15，M3*5，M3*10，M3*18，螺母为 M2，M3，M4。 还有一种叫做紧固螺母的特殊零件， 在螺母的一端镶入了胶套， 可以使得螺钉拧入螺母后不会 相对转动，防松。2. 轴承图2-24 轴承与铜柱常用的轴承类型为普通球轴承（如图 2-24 左所示） ，可以承受相当大的径向力，和一定程 度的轴向力，规格标准为 x*x*x。其中第一个数字为轴承内径，然后是外径，最后的数字表示 高度。 实际使用时会根据轴的强度、功能决定尺寸，然后选择合适的轴承，由于轴承是标准件， 三个参数会配套出现，如果对其中的某个参数有要求，需要定制。常用的有 3*5*3，4*8*4，136*10*3 等。 另外，市场中还有一种带定位面的轴承，外观上加入了一个类似轴肩的设计，参数上也加 了对应的直径标准。3. 铜柱、塑料柱用途：用于固定主控板，及起到支架作用（如图 2-24 中、右所示）2.2.2 跑道材料1. KT板用途：跑道的白色底板。2. 黑胶带用途：跑道的黑色线条。2.2.3 加工材料1. 铝材铝合金材料是手工制作车架的首选材料，主要考虑了它的强度，密度，易加工的特性。实 际使用的铝材包括 L 型，□型，⊥型，匚型，及板材，可以根据使用情况自主选择。2. 不锈钢材对于设计成型的零件，通常会选择由专业的加工厂制作，此时除了铝合金外，还可以选择 更便宜的不锈钢作为加工材料。 需要注意的是在设计时应该考虑到钢材的密度会比较大， 所以可以将设计图中对强度和功 能影响不大的部分做简化或是削减。3. 碳纤维碳纤维是现在新选用的材料， 具有质量轻， 强度高的特点， 但是成型不容易， 价格比较高， 并不常用，需要使用时，可以考虑买市场上现有的型材或是订做。2.2.4 其他表 2-1 元件列表 名称 焊锡 助焊剂 502 胶、热熔胶 绝缘胶带 小电视机 机油 排线 扎丝 焊铁头有较好的保护。 有助于焊锡的焊接。助焊剂一般分为无机助焊剂、有机助焊剂和树 脂助焊剂。树脂系列的助焊剂以松香焊剂使用。 固定器件 导线连接时使用 调试摄像头使用 轮轴润滑 连接多个接口 固定器件 用途 焊接元件。焊接时应该使用 63%-37%铅含量的焊料，较粗的锡线对14电阻 电容 电压转换芯片 接线端子 跳线帽 拨码开关 数码管 蜂鸣器 摄像头 光电管 电磁传感器限流 滤波 电压转换 连接导线时使用 短接两个接口 设置运行参数 显示数字 声音提示 数字摄像头或模拟摄像头 红外发射管和红外接收管 用于捕捉交变电流产生的磁场15第三章 模型车的组成及安装调整方法3.1 模型车组成智能车组委会提供的车模见图 3-1 所示。车模主体包括底盘，前轮伺服舵机，后轮驱动电 机三个部分，另外底盘上有很多固定孔，可以方便各部件固定。驱动电机 伺服舵机车模底盘图3-1 车模总体图伺服舵机负责驱动前轮转向，驱动方式为 PWM，特定频率和占空比的 PWM 信号将使伺 服舵机旋转到特定的角度，从而使前轮转到特定的角度。 驱动电机负责驱动后轮旋转，产生使车模前进的动力。电机可以正反转，使车辆前进或倒 退。驱动电机使用专用的驱动芯片 MC33886，控制信号为 PWM，通过调整 PWM 的占空比实 现对电机的调速。 为了获取赛道的黑线信息， 必须有赛道检测传感器。 通常的检测传感器有红外传感器和摄 像头。 红外传感器由发射管和接收管组成。 发射管发射红外光照射跑道， 跑道表面与中心黑线有 不同的反射强度， 利用接收管来检测这些信息。 通过合理安排红外发射接收管的空间位置可以 检测到模型车前方道路相对于车模的位置。 摄像头则是直接拍摄赛道图像，利用算法从图像中提取赛道信息。 两种方式各有优缺点，红外方式电路和算法比较简单，但由于前瞻小。摄像头方式电路和 算法均比较复杂，但右路赛道信息丰富，处理方式可以灵活多变，因此，小车的速度也远比红 外方式快。 另外，为了能实时得到当前车的速度，从而进行闭环控制，必须要有速度传感器。常用的 速度传感器有光电码盘和编码器。速度传感器通常直接测量后轮的转速。编码器齿轮旋转时，16其信号线输出脉冲， 旋转一周输出固定数目的脉冲， 测试一定时间内编码器的脉冲数目就能获 得当前小车的速度。3.2 模型车的安装3.2.1 转向机构的安装1. 改变舵机安装方式图3-2 原车模的舵机安装原车模的舵机安装是横直势的（如图 3-2 所示） ，舵机转向点不在车的正中间，导致车的 两个转向连杆长短不一致， 在控制模型车左右车轮转过相同角度时， 单片机输出 PWM 波的占空 比相对舵机中值（保持模型车直线行驶时单片机输出 PWM 波的占空比）不对称，所以给模型车 转向控制带来一定的困难； 而且原装模型车舵机输出轴与转向拉杆的铰支点间距离较短， 使得 转向轮转向力大，但响应速度缓慢，试验证明，模型车转向是不需要很大的转向力矩，但当车 速较高时， 舵机的响应速度就不能满足控制要求， 因此需加长舵机输出轴与转向连杆铰支点的 距离。图3-3 改变舵机安装方式一安装时，首先应设计一套支架使舵机安装在车的纵向轴线上，安装方式用两种，一是可将 舵机纵向立置（如图 3-3 所示） ，这种安装方式简便、稳定，且能利用上模型车原有地盘上的 安装孔，但这种安装方式提高了模型车的中心位置；另一种安装方案是将舵机躺下放置（如图 3-4 所示） ，舵机输出轴向下，这样相对前者可降低中心位置，但安装较为困难。如果舵机安 装在车纵向轴线上， 左右转向轮连杆的长度要保持相同， 这样单片机输出 PWM 波的占空比相对 舵机中值对称。17图3-4 改变舵机安装方式二在设计舵机输出轴与连杆间的加长臂时，应注意加长臂的尺寸，过长会减小转向力，放大 转向连杆铰接点的间隙，导致转向轮晃动，过短会使转向响应速度变慢。经过尝试，选择加长 臂的长度在 30mm 左右比较合适。 最终的转向机构应尽量满足内外转向轮的法向延长线与后轴的延长线交于一点， 或至少满 足内侧转向轮的转角略大于外侧撞向轮的转角（如图 3-5 所示） ，这样可以使模型车在过弯时 转向轮处于纯滚动状态，减少过弯时的阻力，减小轮胎的磨损。图3-52. 改变车轮定位此套车模在车轮定位方面可以改动的地方有：主销前后倾角、主销内外倾角。图3-6主销前后倾角可以通过改变悬挂上前后黄色小垫片的数量 （原车前后各有两个黄色小垫片， 主销处于垂直状态） ， 当模型车需过坡道， 或在比较颠簸的路面行驶时， 主销宜有一定后倾角， 但后倾角不能过大， 否则会产生过大的回正力矩， 导致模型车在出弯进入直道时发生左右摆动。 主销内外倾角可通过旋转悬挂上导向臂螺杆， 改变上导向臂螺杆长度， 在不同的赛道调试 时，主销内外倾角会有不同的设置，在急弯较多的赛道上行驶时，宜使主销有一定的内倾角， 提高过弯时的稳定性，但倾角不宜过大。18图3-7主销的倾角设置应在调试赛车时不断调整， 不同的赛道和不同的程序会有不一样的倾角设 置，具体的角度设置应视调车时车辆的行驶情况而定。3. 悬架模型车悬架上原装的弹簧属于刚度较大的弹簧（如图 3-8 所示） ，适用于较高车速，在高 速过弯时可以减小车身的侧倾，提高稳定性。但模型车的悬挂上没有阻尼，在高速通过急转弯 时，前轮会出现较大的跳动，大大降低车速和行驶稳定性，当出现这种情况时，应选用刚度较 小的弹簧。图3-8模型车悬挂的下方可以加装垫片， 用来降低底盘高度， 在没有坡道或比较平顺的路面行驶 时，应降低底盘高度，来降低整车重心高度，这样有利于模型车在高速行驶时的稳定性。当加 装垫片后，会使底盘与悬挂连接的螺钉容易松动，应改用较长的螺钉，同时改用螺栓连接或用 胶粘来防止螺钉松动。当赛道上有坡道时，底盘就不能过于降低，过低的底盘会在模型车通过 坡道时， 底盘与赛道发生碰撞， 所以底盘高度应调整到通过坡道时底盘不与赛道发生碰撞为宜。图3-9车轮是模型车与地面接触的唯一部件，所以车轮的安装也十分必要，由于规则的限定，只 能对轮胎性能做部分改动。可以将轮胎与轮毂用胶粘住，增加轮胎的侧偏刚度，提高车轮高速 过弯的能力， 粘胎时要十分谨慎， 不能让胶撒在轮胎表面上。 粘胎用的胶可选用 502， 由于 502 为腐蚀性胶水，长时间使用轮胎会产生裂纹。为提高轮胎与地面的附着力，可将轮胎中间的凸19起线剪掉， 保持轮胎与地面接触面平整。 在跑车时要时刻保持轮胎清洁， 必要时要用湿布擦洗， 保持轮胎潮湿，但不能有水，可以提高轮胎与地面的附着力。3.2.2 差速器的安装图3-10 差速器及调试模型车的差速器（如图 3-10 所示）采用滚珠差速器，差速器由两个金属片夹持一个内镶 有滚珠的大齿轮构成，差速时滚珠滚动，滚珠两侧的线速度的相反，以此来完成差速。组装差 速器时，车轮的定位块（铜制定位块，上装有顶丝）应与车架间留有一定的间隙，使车轴能够 舒畅旋转，但间隙不能过大，两个金属片和差速齿轮间可加注差速油，拧紧车轮内的紧定螺钉 时应十分小心，紧定螺钉的预紧力十分总要，过紧会降低差速性能，不利于转向，过松会降低 直道加速性能，在调整时应满足以下三点： 捏住左右两侧后轮，无法转动差速齿轮； 捏住差速齿轮，转动一侧车轮，另一侧车轮能够顺畅地反向旋转； 后桥与车架间有微小间隙，当不与电机齿轮啮合时，可以轻松转动。为提高模型车的稳定 性，可以加长后轮轮距，更换模型车自带的选装加长件，但会增加一点差速器的负担。3.2.3 码盘的安装为使智能车速度闭环控制，需加装码盘来测量车速，码盘的选择有两种，一是选用现成的 码盘，这种方法可靠性高、安装简便，只需将码盘与差速齿轮或电机输出齿轮相啮合即可，但 这种码盘成本高，重量大。另外可以自制码盘，用光电对射管和光栅或霍尔传感器等都可以测 量车速。光电对射管可以在市场上买到，光栅可以自己制作，通过金属腐蚀或线切割制成能够 切断光路的即可，当然光栅的缝隙越密越好，但要能让光电对射管识别出缝隙。霍尔测速传感 器，可在车轮或差速齿轮上加装小磁铁，通过霍尔传感器测量车速。 另外还可以采用从动轮码盘技术测量车速， 在模型车上安装一从动轮测量车速， 由于从动 轮上没有驱动力，从动轮不会出现打滑现象，这样可以准确地测量出车速，但这种从动轮码盘 安装复杂，需设计悬挂机构使车轮时刻与路面接触，且这种速度信号不宜用于速度控制，由于 从动轮码盘不存在打滑现象，所以可以用于赛道记忆。图3-11203.2.4 传感器支架及赛道传感器的安装红外传感器利用黑白地面对红外光的不同反射程度来识别赛道。 通过合理的安排红外传感 器的空间位置，可以知道当前车身相对于赛道的位置。常见的排列方式有双排和单排，八字形 和一字形。 以最简单的单排一字形为例。当接收管受到红外光时，其输出电压为高（用 1 表示） ，没 有接收到反射光时，其输出电压为低（用 0 表示） 。这里使用 8 个红外传感器。将 8 个传感器 的输出接到 MCU 的一个数据口上。某位数据为 1，表示黑线在某个传感器的下面。 摄像头的支架可选用碳纤维杆制作， 重量轻刚度大， 碳纤维杆的下端与底盘相连接的部分 要非常稳定，杆不宜过长，满足使用要求即可（使摄像头有足够的视野） 。碳杆与摄像头连接 的部分要稳定可靠， 连接部件可以沿杆上下移动， 且摄像头仰俯角度可以改变， 这样方便调试， 在确定摄像头角度和位置后要通过紧定部件固定， 防止摄像头角度在行驶颠簸时变动。 整个机 构重量要轻便简单，尽量减轻碳杆上端的重量，降低重心，稳定的支架在车行驶时摆动小。碳 杆的位置应视具体车的情况而定，应选择在车的纵向轴线上，且尽量与车的底盘相连接，由于 后桥是浮动的，所以不宜与后桥相连接。 常用的摄像头安装方式见图 3-12。图3-12 常用的摄像头安装方式光电传感器支架的安装， 应视传感器的个数和尺寸而定， 在满足整车尺寸规则要求的情况 下，尽量增加前瞻。对于比较脆弱容易损坏的传感器应加装防护装置。若传感器支架架设在车 前部，应使传感器支架的重量尽量轻，可选用轻铝或碳纤维板作为制作支架的材料。对于行驶 速度较高的车，在车前方应加装保险杠，防止前轮高速撞击后导致舵机损坏。 整车传感器支架加装完成后， 应使整车的重心尽量在车的纵向轴线中间偏后的位置上， 保 持良好的操控稳定性。 常用的红外传感器的安装方式见图 3-13。21图3-13常用的红外传感器安装方式3.2.5 速度传感器安装以常用的速度传感器编码器为例，其输出是脉冲信号。利用 MC9S08DG128 的脉冲累加 器模块对脉冲计数，然后在一定时间间隔后读取脉冲累加器计数，就能获得小车当前的速度。 脉冲累加器可以设定脉冲到来时不产生终端，这样大大节省的 CPU 时间。 这里以常用的编码器为例。 常见的编码器固定方式是使用齿轮传动， 安装方式见图 3-14。图3-14 编码器固定方式3.2.6 电池的安装电池模块在整个车模重量占很大比重， 根据车模重心尽量低， 重心保持在车身中心之后的 原则，因此将电池安装在车身中心靠后的部位。 在电池安装和使用时，除了应该正确的充足电后，还应该制作好接触良好的接头。3.2.7 驱动电机驱动电机型号 RS380（如图 3-15 所示） ，输出功率 0.9~40W。驱动芯片使用大赛组委会指22定的驱动芯片 MC33886（如图 3-16 所示） 。图3-15 驱动电机图3-16 驱动芯片MC33886调速使用 PWM 信号控制，PWM 占空比越大速度越快。3.2.8 伺服电机伺服电机主要靠脉冲来定位，基本上可以这样理解，伺服电机接收到 1 个脉冲，就会旋转 1 个脉冲对应的角度，从而实现位移，因为，伺服电机本身具备发出脉冲的功能，所以伺服电 机每旋转一个角度，都会发出对应数量的脉冲，这样，和伺服电机接受的脉冲形成了呼应，或 者叫闭环，如此一来，系统就会知道发了多少脉冲给伺服电机，同时又收了多少脉冲回来，这 样，就能够很精确的控制电机的转动，从而实现精确的定位。组委会提供的伺服电机型号为 S3010，使用 PWM 控制其转角，其性能参数见图 3-17。图3-17 伺服舵机参数图3.3 机械调整3.3.1 前轮倾角调节为了尽可能降低转向舵机负载，对前轮的安装角度，即前轮定位进行了调整。前轮定位的 作用是保障汽车直线行驶的稳定性，转向轻便和减少轮胎的磨损。前轮是转向轮，它的安装位 置由主销内倾、主销后倾、前轮外倾和前轮前束等 4 个因素决定，反映了转向轮、主销和前轴 等三者在车架上的位置关系。23主销内倾是由主销装在前轴略向内倾斜的角度， 它的作用使前轮自动回正。 角度越大前轮 自动回正的作用就越强烈，但转向时就越费力，轮胎磨损增大；反之，角度越小前轮自动回正 的作用就越弱。见图 3-18。图3-18 主销内倾角示意图主销后倾是指主销装在前轴， 上端略向后倾斜的角度。 它使用车辆转弯时产生的离心力所 形成的力矩方向与车轮偏转方向相反，迫使车轮偏转自动恢复到原来的中间位置上。由此，主 销后倾角越大，车速越高，前轮稳定性也越好。见图 3-19。图3-19 主销后倾角示意图主销内倾和主销后倾都有使转向自动回正， 保持直线行驶的功能。 不同之处是主销的回正 与车速无关，主销后倾的回正与车速有关，因此高速时后倾回正作用大，低速时内倾的回正作 用大。 前轮外倾角对汽车的转弯性能有直接影响， 它的作用是提高前轮的转向安全和转向操纵的 轻便性。前轮外倾角俗称“外八字”，如果车轮垂直地面一旦满载就易产生变形，可能引起车轮 上部向内倾侧， 导致车轮联接件损坏。 所以事先将车轮校偏一个外八字角度， 这个角度约为 1° 左右。 所谓前束是指两轮之间的距离数值与前轮数值之差， 也值前轮中心线与纵线向中心线的 夹角，其惯性力会自然将轮胎向内偏斜，如果前束适当，轮胎滚动时的偏斜方向就会抵消，轮24胎内外侧磨损的现象就会减少。调整前轮外倾角后示意图见图 3-20。图3-20 调整后的前轮示意图3.3.2 齿轮传动机构调节车模后轮采用 RS-380SH-4045 电机驱动，由竞赛主办方提供。电机轴与后轮轴之间的传 动比为 9：38（电机轴齿轮齿数为 18，后轮轴传动轮齿数为 76） 。 齿轮传动机构对车模的驱动能力有很大的影响。 齿轮传动部分安装位置的不恰当， 会大大 增加电机驱动后轮的负载，从而影响到最终的成绩。调整的原则是：两传动齿轮轴保持平行， 齿轮间的配合间隙要合适，过松容易打坏齿轮，过紧又会增加传动阻力，白白浪费动力，传动 部分要轻松、顺畅，容易传动，不能有卡住或迟滞现象。判断齿轮传动是否调整好的一个依据 是，听一下电机带动后轮空转时的声音。声音刺耳响亮，说明齿轮间的配合间隙过大，传动中 有撞齿现象；声音闷而且有迟滞，则说明齿轮间的配合间隙过小，或者两齿轮轴不平行，电机 负载加大。调整好的齿轮传送噪音小，并且不会有碰撞类的杂音。3.3.3 后轮差速机构调节差速机构的作用是在车模转弯的时候， 降低后轮与地面之间的滑动； 并且还可以保证在轮 胎抱死的情况下不会损害到电机。 当车辆在正常的过弯中 （假设： 无转向不足亦无转向过度） ， 此时 4 个轮子的转速（轮速）皆不相同，依次为：外侧前轮&外侧后轮&内侧前轮&内侧后轮。 此时所使用车模配备的是后轮差速器。差速器的特性是：阻力越大的一侧，驱动齿轮的转速越 低；而阻力越小的一侧，驱动齿轮的转速越高，以此次使用的后轮差速器为例，在过弯时，因 外侧前轮轮胎所遇的阻力较小，轮速便较高；而内侧前轮轮胎所遇的阻力较大，轮速便较低。 差速器的调整中要注意滚珠轮盘间的间隙， 过松过紧都会使差速器性能降低， 转弯时阻力 小的车轮会打滑，从而影响车模的过弯性能。好的差速器，在电机不转的情况下，右轮向前转 过的角度与左后轮转过的角度之间误差很小，不会有迟滞和过转向情况。 差速器的调整可以使用车模套件里的相应工具拧后轮的螺母，如图 3-21 所示。25图3-21 差速器调节方法示意图3.3.4 底盘高度的调整底盘适当降低，在可以过坡道的情况下，尽量降低底盘，从整体上降低车的重心，使车在转 弯时可以更加稳定、 快速。 此外， 底盘降低后， 前轮的转向能力得到提升， 最小转弯半径减小， 在转弯时可以获得更大的灵活度。具体调整的方法可以在前论处加装垫片来实现，如 图3-22 所示。图3-22 底盘高度调节示意图26第四章 循线原理与设计方案4.1 循线原理参赛队伍通过设计基于单片机的自主控制器控制模型车在跑道上自主循线运行。 自主控制 器以单片机为核心，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， 中间有连续黑线作为引导线， 黑线宽 25cm。比赛规则限定了赛道宽度和拐弯最小半径等。 检测赛道相对于车模的偏移量、方向、曲率等信息是实现车模自主沿着赛道运行的基础， 获取更多、更远、更精确的赛道信息是提高车模运行速度的关键。道路检测方法总体上分为两 大类： ? 红外发射/接收管检测模式。通过红外发光管发射红外光照射跑道，跑道表面与中心线有 不同的反射强度， 利用红外接收管来检测这些信息。 通过合理安排红外发射接收管的空间 位置可以检测到模型车前方道路相对于车模的位置。 ? CCD/CMOS 摄像头检测方式。比赛规定 CCD/CMOS 摄像头算作一个传感器。单片机采集道路 前面图像，通过软件处理获取道路的各种参数。由于赛道只有黑白两种颜色，采用黑白图 像传感器即可满足要求。4.2 光电传感器方案4.2.1. 寻线原理所谓光电传感器寻迹方案，即路径识别电路由一系列发光管、接收二极管组成，由于赛道 中存在轨迹指示黑线， 落在黑线区域内的光电二极管接收到的反射光线强度与白色的赛道不同， 由此判断行车的方向。光电传感器寻迹方案的优点是电路简单、信号处理速度快。 光电传感器的排列方法、个数、彼此之间的间隔都与控制方法密切相关，彼此之间可能会 有干扰。但一般的认识是，在不受到外部因素影响的前提下，能够感知前方的距离越远，行驶 速度越高。 由于光电传感器电路板不可能伸出车体太远， 因此不少参赛队伍调整了光电传感器电路板 与地面的夹角，使光电传感器可以感知更远一点的赛道情况。4.2.2. 光电传感器方案的特点? 优点：程序和算法相对简单。光电传感器寻迹的优点是电路简单、信号处理速度快。在不 受外部因素影响的前提下，光电管能够感知的前方距离越远，行驶效率越高，即智能车的 预瞄性能越强。 缺点：前瞻有限，获取道路信息有限，速度相对摄像头车慢。硬件较为复杂，尤其是激光 传感器，很难调试。车的抗打击性较差，比较容易损伤。?4.2.3. 光电传感器分类? LED 发射管27图 4-1 LED 红外传感器 技术要求最低，也是最原始的智能车采用的传感器。前瞻较近，所以很难提速。 根据发射光的频率又可分为可见光和红外光。其中可见光光电传感器易受外部光线干扰， 对环境的适应能力较差，所以推荐使用红外光光电传感器。 ? 激光发射管图4-2 激光传感器采用激光发射管可以得到较大的前瞻（试验 1m，实际使用 0.4m-0.8m） ，前瞻决定速度， 所以采用激光发射管的车相对于 LED 有着较大的优势，更容易提速。但是，激光管传感器也有 着造价较高，容易相互干扰，调试难度很大，容易烧坏等缺点。 ? 激光扫描引擎 激光扫描引擎就是超市收银台所用条码枪里的部件， 是利用反射激光原理读取条形码。 同 理利用此原理可以通过它来获得道路信息。具有前瞻大，广度大，重量轻等优点。此方案的开 发难度主要在于很难买到合适的激光扫描引擎。若能找到扫描频率高（100hz） ，不需要解码或 可解码，受震动影响较小激光扫描引擎用于智能车，可以说是目前最理想的光电车解决方案。 建议有一定技术基础的同学尝试。4.3 摄像头方案红外检测和摄像头检测各有优缺点。 红外检测方法的电路设计相对简单， 检测信息的速度 快，调试简单，成本低。但也存在缺点，如道路参数检测精度低，道路参数检测种类少，传感 器个数较多， 检测前瞻距离较短， 耗电量较大。 摄像头检测方法检测前瞻距离打， 检测范围宽， 检测道路参数多。但存在如下缺点，如电路设计复杂，需视频信号同步分离电路，而且软件的 计算量大，初期上手比较难。 采用摄像头方案主要是通过一个摄像头来检测赛道信息， 将采集回来的图像信号经过图像 处理模块处理之后输入到单片机， 通过特定的算法计算之后， 单片机对舵机和电机发出相应的 控制信号。4.3.1 选用摄像头的优势1. 分辨率高大家可以自己想象一下，如果采用光电管检测赛道，以最常用的一字形排布为例，相当于 同一时间内得到了赛道上水平方向一条线上的信息， 而且由于组委会对光电管数目的限制， 在28横向上的分辨率也不高；而摄像头则不然，它是以每秒 30 到 40 帧的速率（具体速率与摄像头 型号有关） 扫描赛道上特定的一个范围， 经过处理之后每帧图像的分辨率达到 210*85， 这样， 就相当于使用了 85 排光电管，每排 210 个，这样获得的赛道信息将会非常丰富。因此，分辨 率高是摄像头技术的一大优势。 图 4-3、4-4、4-5 是将图像发到上位机上显示出来的几个图 片：图4-3 S形弯道图4-4普通弯道图4-5十字交叉道从上面可以看到， 分辨率还是比较高的， 赛道信息越丰富就可以做越多的算法处理和控制。2. 前瞻远前瞻意思就是赛车能够看到的最远地方与赛车最前部的距离。 在赛车行进过程中， 前瞻距 离是很重要的。前瞻越远，遇到弯道时给系统的反应时间就越长。这就相当于自己开车，如果 你在很远的距离处就可以清楚地看到弯道的话， 那么你的直道速度就可以加得很快， 因为你有 充足的反应时间来减速和转向。 采用摄像头寻线技术的赛车前瞻可以达到 1.6 米左右，赛车前部的盲区大概在 10 厘米左 右。经过实际测量，赛车在直道上的速度可以达到 5m/s，平均速度稳定在 3.4m/s。而光电管 赛车前瞻大概在 70 厘米左右，平均速度最快达到 3m/s，差距还是比较大的。293. 路径好智能车比赛虽然是在赛道上有一条黑色的引导线， 但赛车不必完全按照黑线行驶， 只要不 出赛道就行。因此，在过弯时，路径规划比较好的赛车就可以切内道，某些 S 形弯道，赛车可 以做到直冲。摄像头赛车由于前瞻远、采集的赛道信息丰富，因此可以很容易得走出比较好的 路线。 摄像头赛车有这么多优势，但同时上手比较困难，因此，可以综合一下优缺点，选择自己 的方案，毕竟，要是摄像头赛车做好的话，基本上光电的车就很难超越了。图4-6大家如果看了比赛规则就会知道， 智能车要循着黑线跑， 而且在不违反规则的情况下跑的 越快越好。由于比赛前赛道图是不公布的，所以不能像机器人竞赛那样做到全场标定，赛车只 能根据自己的传感器检测到的车前方有限的赛道信息进行相关转向和速度的控制， 所以传感器 反馈的前方赛道的信息的多少直接影响赛赛车的速度， 可见传感器在智能车竞赛中起着举足轻 重的作用。 用摄像头做赛车的检测赛道传感器比光电传感器有着天然优势， 这也是全国智能车竞赛组 委会把摄像头车和光电车分开比赛的原因。 摄像头是图像传感器， 它就像人的一只眼睛一样反 馈给单片机的信息是一幅图像， 这幅图像可以把车前方 1.5 米左右以内的赛道信息真实的反映 出来， 然后赛车根据这幅图像判断出黑线延伸的趋势进行相关控制， 相比之下光电传感器的前 瞻距离要小很多，很难达到半米以上。所以在实际比赛时，摄像头赛车达到光电车很难达到的 效果是： ? S 弯的直冲效果。 ? 直道很快，入弯提前一米多就可以减速。 需要注意一点是：对于初学者，摄像头车因为要做很多的图像处理算法，所以编程上要比 光电车复杂。4.3.2 摄像头信号原理摄像头输出的信号是 PAL 制式模拟图像信号，原理跟电视机信号类似，一幅图像有 625 行，采一幅图像需要 40ms。图像又平均分成奇场和偶场，每场 312.5 行（奇场的最后一行和 偶场的第一行是半行信号） ，花时 20ms。其中奇场含第 1，3，5ll625 行信号，偶场含剩余 的行信号。摄像头采一幅图像是先进行感光，将 625 行图像信号用感光电荷储存下来，然后花 20ms 将奇场信号（第 1，3，5ll625 行信号）通过信号线输出，再花 20ms 输出偶场信号。 由此可见奇场信号和偶场信号表示的图像基本是相同的 （但实际测试时奇偶场信号是有些区别 的，感兴趣可以自己测试） ，因此实际用的时候是将奇场和偶场作为两幅独立的图像单独处理 应用的。 摄像头输出的信号是行同步信号、场同步信号和具体的每一行图像信号的叠加，如图 4-730所示。图4-7其中： A， 行同步信号是指换行标志信号，表现为信号换一次行，图像信号中叠加一个拉低的脉冲信 号，该信号的周期为 40ms/625 = 64us。 B， 场同步信号是指换场标志信号， 表现为每次换场图像中叠加的场同步信号要高低电平之间 变换一次，最终表现为奇场叠加高电平（或低电平） ，偶场相反，信号周期为 40ms。 C， 具体的每一行图像信号直接表示看到的实际图像中该位置的颜色深浅。 黑线的图像信号比 白地板的要低。因此，A/D 转换后黑线的值要小或者二值化后黑线值为 0，白的位置为 1， 由此来将黑线位置提取出来。 需要先将前两种信号分离出来后分别提供给单片机。图4-8利用芯片 LM1881 将摄像头信号 VI 分离出场同步信号 O/E 和行同步信号 IRQ。 其中场同步 信号可以直接接单片机普通 I/O 口， 用时只需读该 I/O 口的高低电平就可以知道摄像头当前输 出是奇场还是偶场。 行同步信号需要接单片机的外部中断口 IRQ 脚， 并将中断设置为下降沿触 发（或低电平触发） ，每次行同步信号到来都引发一次外部中断，便可知道当前黑白图像信号 是哪一行， 并重新开始从左到右记录该行黑白图像信息。 有了行同步信号和场同步信号相当于 确定了当前是第几幅图像的第几行， 但该行的左右位置和每个位置的黑白信息却不清楚。 这就 需要用到黑白图像信号。 由于赛道的黑白信号在摄像头输出信号中占绝大部分比例， 因此叠加行同步信号和场同步 信号， 对黑白信号经过二值化后的结果影响很小。 所以直接将摄像头的输出信号经过 A/D 转换 （或比较器转换等）后提供给单片机作为每行