第一章：引言。本章阐述了本文的研究背景和意义，智能车国内外发展状况，及“飞思卡尔”智能车竞赛情况。

第二章：电磁导引智能车系统总体设计。本章主要讲大赛中电磁导引组的设计要求，并根据要求对智能车系统的组成结构和工作原理进行了详细的说明。

第三章：电磁导引智能车系统建模。本章主要讲预瞄跟随理论在智能车中的运用，对智能车前轮转向建模和后轮驱动建模。

第四章: 电磁导引智能车控制策略设计。本章主要讲述智能车的路径识别算法设计，智能车电机控制策略设计和舵机控制策略设计。

第五章：电磁导引智能车调试。本章主要讲对智能车系统先进行分模块调试，主要对电磁传感模块、电机模块、舵机模块分别测试，然后对智能车整车联调，最后对调试过程中遇到的问题进行分析并寻求解决方案。

2  电磁导引智能车总体设计

2．1  电磁导引智能车设计要求

电磁导引智能车组智能车的循迹行驶通过感应交变的磁场实现，这种交变磁场是由赛道中心线下的导线通电流源产生的。本届大赛要求电磁导引智能车组使用A型车模，A型车模的运行模式为：前轮转向，后轮驱动，如图2.1所示。智能车需要通过电磁传感器检测道路信息，并进行相应的控制，使智能车能够自主循迹，并在弯道，十字路口，路障区域，坡道等复杂路段能顺利通过。

图2.1  A型车模运行模式文献综述

2．2  电磁导引智能车系统组成结构

系统的设计要求较难实现，需要对整个智能车系统进行分模块设计，主要包括：电源管理模块，编码器测速模块，后轮驱动模块，电磁传感模块，舵机转向模块，坡道检测模块，终点检测模块，人机接口模块，无线通信模块。其总体结构框图如图2.2所示。

 电磁导引智能车总体结构框图

下面对各模块功能进行说明：

(1)单片机最小系统：单片机是整个控制核心，相当于智能车的大脑，单片机对传感器采集回来的直流电压数据进行处理，并产生电机和舵机需要的PWM控制量，同时协调各个模块工作，让智能车快速、稳定行驶。

(2)电源管理模块：为各个控制模块提供所需的电压。

(3)编码器测速模块：是构成电机闭环控制的重要环节，通过编码器对电机的转动进行脉冲计数，并将脉冲数和车轮正反转状态反馈给单片机。

(4)后轮驱动模块：单片机产生PWM脉冲，通过光电隔离环节、H桥功率装置给定电压控制直流电机，使后轮稳定转动。

(5)电磁传感模块：检测赛道路况信息，相当于智能车的眼睛，为智能车转向控制和速度控制提供决策依据。

(6)舵机转向模块：接收单片机一定占空比的PWM信号，控制舵机使其转动相应的转角，实现合理的转向控制。

(7)坡道检测模块：及时检测赛道是否有坡道出现，如遇坡道，需要反馈给单片机做相应的减速控制等操作。

(8)终点检测模块：检测跑道起始线附近的永磁体，通过检测相应信号的变化，反馈给单片机实现迅速平稳停车。

(9)人机接口模块：包括拨码开关和数码显示管。通过拨码开关向单片机设定参数，单片机也可选择将需要显示的状态信息显示在数码管上，此模块方便调试，不用每次进行程序的下载。

(10)蓝牙通信模块：将智能车行驶中的数据传给上位机，通过串口猎人实时显示数据及曲线，这个模块有助于智能车状态分析和改善调试性能。

2．3  电磁导引智能车系统工作原理