#第十届立创电赛#智能寻迹小车 - 立创电子设计大赛

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<div class="document"> 注：* 为必填项 请在报名阶段填写 ↓ <h3 class="paragraph text-align-type-left pap-line-1.3 pap-line-rule-auto pap-spacing-before-3pt pap-spacing-after-3pt" style="line-height: 1.8;">* 1、项目功能介绍</h3> <hr class="horizontal-splitline normal-bold-2"> 请输入内容… 本智能寻迹小车项目是基于2024年全国大学生电子设计竞赛题目进行开发的，旨在设计一款能够在特定场地内自动识别路径并行驶的智能小车。它融合了电子电路、传感器技术、电机驱动以及嵌入式编程等多领域知识，具有较高的技术挑战性和实践意义。 1. 自主循迹：利用八路灰度循迹模块，高精度实时识别场地中的引导线，实现小车在不同路径（直线、弯道、交叉点等）上的稳定行驶。通过对称补偿算法，对传感器数据进行精确映射，有效提高循迹精度，确保小车始终沿正确路径前行。 2. 精确角度控制：采用步进电机作为驱动电机，借助其精确的位置控制能力，实现小车在转弯时角度的精准控制。在出圈入圈等关键位置，能够迅速调整姿态，保证行驶轨迹的准确性。 3. 变速循迹：根据循迹过程中传感器检测到的黑线状态，动态调整小车行驶速度。在保证前期速度的同时，兼顾小车姿态控制，实现速度与精度的最佳平衡，满足不同路况下的行驶需求。 4. 状态机管理：通过设计精确的状态机，实时识别小车的出圈入圈时机，实现各行驶状态之间的平滑切换，并具备实时的姿态纠正机制，确保小车运行的稳定性和可靠性。 注：主题不限，可以是解决生活/工作中的某个问题、为某个人群/场景设计的方案、毕业设计/课程设计/DIY项目/纯属炫酷项目等。主要讲一下自己通过什么手段解决了什么问题。 <h3 class="paragraph text-align-type-left pap-line-1.3 pap-line-rule-auto pap-spacing-before-3pt pap-spacing-after-3pt" style="line-height: 1.8;">*2、项目属性</h3> <hr class="horizontal-splitline normal-bold-2"> 请输入内容… 类型：电子设计竞赛项目、嵌入式系统开发项目 - 应用领域：可拓展应用于智能物流（如小型货物搬运）、教育教学（用于机器人教学与竞赛）、工业产线模拟调试等领域。 注：请说明项目是否首次公开；项目是否为原创；项目是否曾经在其他比赛中获奖，若有获奖则叙述获奖详情；项目是否在学校参加过答辩。 <h3 class="paragraph text-align-type-left pap-line-1.3 pap-line-rule-auto pap-spacing-before-3pt pap-spacing-after-3pt" style="line-height: 1.8;">* 3、开源协议</h3> <hr class="horizontal-splitline normal-bold-2"> 请输入内容… 本项目遵循MIT开源协议，允许用户自由使用、修改和分发代码，但需保留原作者版权声明。 注：利他即利己，请认真阅读下述内容。 <ol style="line-height: 1.8;"> <li class="paragraph text-align-type-left pap-line-1.3 pap-line-rule-auto pap-spacing-before-3pt pap-spacing-after-3pt pap-hanging-indent-1.6em" style="line-height: 1.8;">拥抱开源，赋予项目无限价值。建议项目核心功能开源80%以上；</li> <li class="paragraph text-align-type-left pap-line-1.3 pap-line-rule-auto pap-spacing-before-3pt pap-spacing-after-3pt pap-hanging-indent-1.6em" style="line-height: 1.8;">2、若某一部分功能不可替代且删掉之后项目无法解决对应的问题，则这一部分实现的功能就是项目的核心功能；比如设计了一台电子负载且设计了一款上位机软件监控功率变化，则电子负载为核心功能，上位机软件为辅助功能；比如电子负载中使用了一款隔离485模块与上位机通信，则此485模块实现的通讯功能为辅助功能； </li> <li class="paragraph text-align-type-left pap-line-1.3 pap-line-rule-auto pap-spacing-before-3pt pap-spacing-after-3pt pap-hanging-indent-1.6em" style="line-height: 1.8;">项目应选择适合自己的<a href="/posts/98fdb2accd754af7b51990790db3b47a" target="_blank">开源协议</a>，若项目引用其他开源项目，应注明来源并遵循原作者的开源协议规定；原创项目推荐使用GPL3.0开源协议；</li> <li class="paragraph text-align-type-left pap-line-1.3 pap-line-rule-auto pap-spacing-before-3pt pap-spacing-after-3pt pap-hanging-indent-1.6em" style="line-height: 1.8;">直接引用开源项目的原电路或原代码实现的功能不可作为自己项目的核心功能、使用市场上通用模块直接实现的功能不可作为自己项目的核心功能。</li> </ol> 请在竞赛阶段填写 ↓ <h3 class="paragraph text-align-type-left pap-line-1.3 pap-line-rule-auto pap-spacing-before-3pt pap-spacing-after-3pt" style="line-height: 1.8;">*4、硬件部分</h3> <hr class="horizontal-splitline normal-bold-2"> 请输入内容… 1. 主控芯片：MSPM0G3507，作为整个小车的控制核心，负责处理传感器数据、运行控制算法以及向电机等执行机构发送指令。其具有低功耗、高性能等特点，满足竞赛对芯片资源和功耗的要求。 2. 驱动电机：步进电机，具备高精度的位置控制能力，可精确控制小车的行驶方向和转弯角度，且无需额外编码器即可获得位置信息，便于实现精确的运动控制。 3. 循迹传感器：八路灰度循迹模块，采用高分辨率设计，8个传感器提供精细的位置信息，并且通过对称布局，便于实现左右平衡的控制算法，快速响应循迹需求，满足高速行驶时的实时性要求。 4. 姿态传感器：BMI085陀螺仪，用于检测小车的姿态变化，具有高精度、角度测量精度高、漂移小以及快速响应的特点，能够实时检测小车在行驶过程中的姿态，为姿态调整提供准确数据。 5. 电源模块：采用可充电锂电池供电，并配备相应的稳压电路，将电池电压转换为系统各模块所需的稳定电压，如5V为电机驱动供电，3.3V为MCU及传感器供电等，同时设计了保护电路，包括自恢复保险丝和TVS二极管，防止电源异常对系统造成损坏。 注：请前往<a href="https://lceda.cn/editor" target="_blank">嘉立创EDA</a> 生成/上传设计文件，文件完成后，相关文稿将自动生成至项目详情；这里可以详细说明您的项目实现原理和机制、注意事项、调试方法、测试方法等。推荐图文并茂的形式向别人介绍您的想法。 <h3 class="paragraph text-align-type-left pap-line-1.3 pap-line-rule-auto pap-spacing-before-3pt pap-spacing-after-3pt" style="line-height: 1.8;">*5、软件部分</h3> <hr class="horizontal-splitline normal-bold-2"> 请输入内容… 1. 开发环境：采用MSP430系列微控制器的官方开发工具，如Code Composer Studio（CCS），进行代码的编写、编译和调试。 2. 控制算法： - 对称补偿循迹算法：通过对八路灰度传感器数据的分析处理，利用对称补偿设计，实现对小车行驶方向的精确控制。根据传感器检测到的黑线位置，计算出偏差值，并依据偏差值调整电机转速，使小车保持在引导线上行驶。 - 变速循迹控制算法：在循迹过程中，根据传感器检测到的黑线状态以及小车的行驶姿态，动态调整小车的行驶速度。当检测到弯道或路况复杂区域时，降低车速以保证循迹精度；在直线行驶且路况良好时，适当提高车速，提高行驶效率。 - 精确角度控制算法：结合步进电机的特性，利用位置模式实现精确的角度调整。在小车需要转弯时，根据预设的转弯角度和当前的行驶状态，计算出步进电机的脉冲数和脉冲频率，从而精确控制小车的转弯角度。 - 状态机管理算法：定义不同的行驶状态，如空闲状态、行驶状态、出圈状态、入圈状态等，通过状态机对小车的行驶状态进行管理。根据传感器数据和行驶逻辑，实现各状态之间的自动切换，确保小车按照预定的路径和任务要求行驶。 注：若您的项目涉及软件开发，请在附件上传对应的工程源码。这里可以详细说明您的软件流程图、功能模块框图、相关算法的解释或科普、源码结构、编译环境的搭建和配置、源码编译方法、程序烧录方法等。推荐图文并茂的形式向别人介绍您的想法。 <h3 class="paragraph text-align-type-left pap-line-1.3 pap-line-rule-auto pap-spacing-before-3pt pap-spacing-after-3pt" style="line-height: 1.8;">*6、BOM清单</h3> <hr class="horizontal-splitline normal-bold-2"> 请输入内容… 智能寻迹小车BOM清单 1. 主控芯片：型号为STM32F103C8T6，品牌为意法半导体（STMicroelectronics），封装为LQFP48，可通过立创商城、贸泽电子等渠道采购，作为小车核心控制单元，负责接收传感器数据、运行控制算法及向电机发送驱动指令。 2. 循迹传感器：型号为感为八路灰度传感器（具体型号可参考感为官方对应型号，如GW-8CH-GRAY），品牌为感为，封装为模块化设计（含固定支架），可通过感为官方店铺、淘宝或电子元器件平台采购，用于实时检测场地引导线，输出灰度值数据以实现自主循迹功能。 3. 驱动电机：型号为G310，品牌为（根据实际采购品牌填写，如RS PRO、亚博智能等常见电机品牌），封装为直流电机标准尺寸（带安装孔位），可通过京东工业品、淘宝电机专卖店铺采购，作为小车动力来源，配合驱动模块实现前进、后退及转向动作。 4. 电机驱动模块：型号为L298N，品牌为（如奥松机器人、DFRobot），封装为双列直插（DIP），可通过立创商城、淘宝电子元器件店铺采购，连接主控芯片与G310电机，将主控输出的弱信号放大为电机驱动强信号，实现电机转速与方向控制。 5. 电源模块：型号为18650锂电池组（3节串联，11.1V/2200mAh），品牌为（如松下、三星、亿纬锂能），封装为圆柱形（带保护板与输出接口），可通过京东、天猫官方旗舰店采购，为整个小车系统供电；搭配型号为XC6206-3.3V的稳压芯片（品牌为 Torex），封装为SOT-23，通过立创商城采购，将锂电池电压稳定为3.3V，为STM32主控及传感器供电。 6. 稳压芯片：型号为LM1117-5V，品牌为德州仪器（TI）或安森美（ON Semiconductor），封装为TO-220，可通过贸泽电子、立创商城采购，将锂电池电压稳定为5V，为L298N电机驱动模块供电。 7. 姿态传感器：型号为MPU6050（含陀螺仪与加速度计），品牌为InvenSense（现属TDK），封装为QFN-24，可通过淘宝、立创商城采购，用于检测小车行驶姿态（如倾斜角度、角速度），辅助主控实现姿态纠正与稳定行驶。 8. 电阻电容：包括0.1μF陶瓷电容（品牌为村田Murata，封装0805）、10kΩ贴片电阻（品牌为厚声Uniohm，封装0805），可通过立创商城、华强北电子市场采购，用于STM32主控及传感器电路的电源滤波、分压限流，保证电路稳定工作。 9. 杜邦线：型号为2.54mm间距单头/双头杜邦线（10cm长度），品牌为（如金丰盛、开源硬件品牌配套），无特定封装，可通过淘宝、京东采购，用于各模块间的信号与电源连接，方便电路组装与调试。 10. 小车底盘：型号为标准四轮智能小车底盘（适配G310电机安装），品牌为（如亚博智能、奥松机器人），封装为金属/塑料框架结构，可通过淘宝机器人配件店铺采购，作为各硬件模块的安装载体，提供稳定的行驶支撑。 注：项目涉及的BOM清单。在<a href="https://lceda.cn/editor" target="_blank">嘉立创EDA</a> 生成/上传设计文件后，BOM将自动生成至项目详情；建议包括型号、品牌、名称、封装、采购渠道、用途等内容。具体内容和形式应以表达清楚项目构成为准。 <h3 class="paragraph text-align-type-left pap-line-1.3 pap-line-rule-auto pap-spacing-before-3pt pap-spacing-after-3pt" style="line-height: 1.8;">*7、大赛LOGO验证</h3> <hr class="horizontal-splitline normal-bold-2"> <img src="//image.lceda.cn/pullimage/LNvCHosHkJRnyY0HU1jO9ICKiU0q8hY1q9tb7mmP.jpeg"> 请上传包含大赛logo的项目图片，logo以丝印形式印刷在PCB上面。 点击zip下载大赛logo标识！ <a href="https://image.lceda.cn/easyedaResource/images/d1bbfd69f9404f56901a0e7b849b7245.rar" target="_blank">（大赛标识）.zip</a> <h3 class="paragraph text-align-type-left pap-line-1.3 pap-line-rule-auto pap-spacing-before-3pt pap-spacing-after-3pt" style="line-height: 1.8;">* 8、演示您的项目并录制成视频上传</h3> <hr class="horizontal-splitline normal-bold-2"> <a title="立创电赛：《智能寻迹小车》" href="/u/competition/create-program/%E6%A1%8C%E9%9D%A2" target="_blank">立创电赛：《智能寻迹小车》</a> 视频要求：请横屏拍摄，分辨率不低于1280×720，格式Mp4/Mov，单个视频大小限100M内； 视频标题：立创电赛：{项目名称}-{视频模块名称}；如团队介绍。 <a href="/posts/42551e8f2f2548cabc1c36626a42da94" target="_blank">前往查看更多详情＞</a> </div>