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摘要：我校汽車電子專業(yè)主要教學方向在汽車電器、電路的構(gòu)造及故障診斷，為培養(yǎng)學生的動手能力和科技創(chuàng)新能力，由學生動手制作不同類型的智能車模型，從整車層面上培養(yǎng)學生的綜合知識運用能力。文章介紹了一種攝像頭智能車的整車調(diào)校及攝像頭程序框架，為汽車電子專業(yè)實訓資源開發(fā)提供設(shè)計思路。

關(guān)鍵詞：智能車；實訓教學；汽車電子

汽車電子專業(yè)實訓面臨的問題：①教學內(nèi)容老舊。汽車已經(jīng)邁入智能化、互聯(lián)化時代，傳統(tǒng)教學內(nèi)容不適應(yīng)工作要求；②教學設(shè)備落后。汽車電子實訓設(shè)備更新快，汽車的新技術(shù)每年都有所突破，學校沒有實時更新設(shè)備；③學生的學習興趣不高，汽車缺乏足夠的興趣。為解決這個問題，我校基于大學生“恩智浦”智能車競賽，開發(fā)實訓資源，鼓勵學生學習智能車控制方法，鍛煉動手能力和創(chuàng)新能力，激發(fā)了學生的學習興趣。智能模型車包括轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、行駛系統(tǒng)、動力傳動系統(tǒng)以及傳感器等，指導學生調(diào)校智能模型車需要從整車運行操縱姿態(tài)和運行軌跡來確定，要求參考車輛坐標系，及前進速度、垂直速度、側(cè)向速度、側(cè)傾角速度、俯仰角速度、橫擺角速度。

1車輪調(diào)校

智能車的輪胎是非充氣輪胎，輪胎和輪輞是分離的。智能車在高速運行時，由于輪胎受到各種力和力矩作用，容易與輪輞脫離，需要用專業(yè)的粘胎膠把輪胎和輪輞粘接。新輪胎比較光滑而且較硬，故需要用細砂紙對輪胎表面進行適度打磨。汽車ABS功能是通過電磁閥控制制動系統(tǒng)工作狀態(tài)來保證制動時車輪出現(xiàn)的抱死狀態(tài)，核心為控制滑移率，通過電磁閥實現(xiàn)連續(xù)不斷的點動剎車。智能車可以在車輛后部安裝車輪來檢測實際車速，也可以加裝測速的第五輪。編碼器檢測的信號通過傳動比折算后即智能車的理論車速，五輪儀檢測的是實際車速，可以實時得到智能車的滑移率。

2質(zhì)心位置調(diào)校

根據(jù)車輛坐標系，可知質(zhì)心在x軸上的位置體現(xiàn)了汽車前后軸荷分布，而前后軸荷對轉(zhuǎn)向和制動性能有所影響。質(zhì)心在y軸上的位置體現(xiàn)汽車左右質(zhì)量對稱性，而質(zhì)心在x軸上的位置與汽車側(cè)傾相關(guān)。智能車為競速小車，具備一定的過度轉(zhuǎn)向特性有助于高速過彎，需要后軸略重于前軸。實際調(diào)教時，可以通過調(diào)整電路板、電池、舵機等部件的前后位置來調(diào)節(jié)質(zhì)心位置。為避免智能車發(fā)生側(cè)翻現(xiàn)象，主要是因為側(cè)向加速度太大且小車質(zhì)心不夠低，因此，可借鑒真實汽車側(cè)翻閾值B/2h來預(yù)估汽車的抗側(cè)翻能力，其中B為輪距，h為質(zhì)心高度，實際使用時考慮到懸架變形和輪胎彈性變形，側(cè)翻閾值約減小10%。

3懸架調(diào)校

智能車的前懸架是獨立式懸架，其中的小彈簧起到減震作用，小彈簧的剛度影響前懸架的軟硬。實際調(diào)校可以選用不同剛度的彈簧測試，以小車在賽道上的運動姿態(tài)決定彈簧的型號。智能車的后懸架因結(jié)構(gòu)原因整體偏軟，沿著x軸有較大的竄動量，這是不利于小車的高速性能的，所以，后懸架需要調(diào)校得偏硬。質(zhì)心高度會影響側(cè)翻，而懸架的軟硬也會影響側(cè)翻。側(cè)翻是汽車從一邊到另一邊的來回運動，在彎道中時外側(cè)懸架被壓縮，同時內(nèi)側(cè)伸張，此時汽車的質(zhì)心高度會升高，存在側(cè)翻趨勢。汽車上安裝有防傾桿連接左右懸架，通過防傾桿吸收側(cè)傾，降低側(cè)翻趨勢。防傾桿的制作可選用偏硬但有一定彈性的PCB材料制作，前懸架參考汽車防傾桿，制作一根連接左右懸架的細桿防傾。

4動力傳動系調(diào)校

動力傳動系統(tǒng)通過傳動平順性和差速性能來評判。傳動平順性主要由電機齒輪與從動盤之間的嚙合間隙體現(xiàn)，嚙合間隙不合適，會造成小車在行駛過程中傳感器抖動甚至發(fā)生車輪跳動現(xiàn)象。差速性能影響過彎平順性以及加速性能。理論上只要調(diào)整電機前后位置，保證軸間距為兩齒輪分度圓半徑之和，就可達到齒輪傳動平順的條件。實際上，軸間距是很難準確測量的。可以通過給電機一個穩(wěn)定轉(zhuǎn)速，然后聽齒輪嚙合聲來判斷是否調(diào)整到位。聲音尖銳，說明嚙合間隙過大；聲音沉悶，說明嚙合間隙過小。調(diào)整電機前后位置直到齒輪傳動聲音很小，幾乎聽不到，此時嚙合間隙合適。

5程序框架

攝像頭智能車電機驅(qū)動模塊、舵機驅(qū)動模塊、電源模塊、核心板、攝像頭模塊、按鍵和顯示模塊、速度采集模塊是需要用程序?qū)ζ溥M行控制的。攝像頭到指定的采樣行，需立即進行圖像的采集，不能延時，而且行采集距行中斷程序處理時間盡量短，不能在中斷中處理大的程序。

參考文獻：

[1]劉允峰，韓建群.基于飛思卡爾S12單片機的智能車系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)[J].渤海大學學報(自然科學版),2015,36(4).

[2]周華祥.汽車電器實訓教學模式及其運行機制創(chuàng)新探索與實踐[J].湖北理工學院學報,2015,31(1).

作者：馮帆；張靖雯 單位：陜西國防工業(yè)職業(yè)技術(shù)學院