B题-具有自动泊车功能的电动车赛题解析TI杯2022年省级大学生电子设计竞赛联赛（10月）

1、赛题解析-具有自动泊车功能的电动车（B题）

2、完成本赛题必备的元器件清单

3、赛题实现与动作分解视频演示

4、任务实现软件部分讲解

5、倒车/侧方入库相关的参数调节方法

6、常见问题整理

无名小哥

2023年3月10日

本文档配套的视频教程见下方链接

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1. 1. 赛题解析-具有自动泊车功能的电动车（2022年0月份B题）
      1. 任务

设计制作具有自动泊车功能的电动车，可在图 1 所示的作品测试泊车场地上，分别独立完成“倒车入库/出库”或“侧方入库/出库”的单项操作，也可连续完成这两项入库/出库的操作。

1. 1. 1. 要求

1. 单项倒车入库/出库①：如图 2 所示，一键启动摆放在“发车区 1”内的电动车，电动车以“右侧垂直泊车方式”自动倒车进入库 2 内居中位置停车（详见图 2 中库区 abcd，此时库 1、库 3 内均停有车辆），倒车入库时间T1 越短越好（T1 定义见本题说明， T1 >30s 的T1 测试项成绩记 0 分）。电动车在库内停车到位 5s 后，沿车头方向右转出库，车身整体出库时间不超过 15s。（20 分）

1. 单项侧方入库/出库①：如图 3 所示，一键启动摆放在“发车区 2”内的电动车，电动车以“右侧平行泊车方式”自动泊入库 5 内居中位置停车（详见图 3 中库区 abcd，此时库 4、库 6 内均停有车辆），侧方入库时间 T2 越短越好（ T2 定义见本题说明， T2 >30s 的T2 测试项成绩记 0 分）。电动车在库内停车到位 5s 后，沿车头方向出库，车身整体出库时间不超过 15s。（20 分）

2. 

1. 单项倒车入库/出库②：移除图 2 中库 1、库 3 内停放的车辆，逐条按照第（1）项要求，电动车完成“邻库无车”时的倒车入库/出库。（20 分）
2. 单项侧方入库/出库②：移除图 3 中库 4、库 6 内停放的车辆，逐条按照第（2）项要求，电动车完成“邻库无车”时的侧方入库/出库。（20 分）
3. 连续倒车与侧方入库/出库①：如果参赛者确认其作品能连续完成第（1）、（2）项功能要求，可直接测试本项，成功完成的将在第（1）、（2）项得分基础上加 5 分。此刻泊车场地（图 1）中的库 1、3、4、6 内均居中停有车辆。电动车自图 1 中“发车区 1”内一键启动泊车，按第（1）、（2）项要求，连续完成自动倒车及侧方入库/出库。（5 分）
4. 连续倒车与侧方入库/出库②：如果参赛者确认能够连续完成第（3）、（4）项功能要求，则直接测试第

（6）项，成功完成的可在第（3）、（4）项得分基础上加 5 分。此刻同时移除泊车场地（图 1）中的库 1、3、4、 6 内所有停放车辆，电动车自图 1 中“发车区 1”内一键启动泊车，按照第（3）、（4）项要求，连续完成自动倒车与侧方入库/出库。（5 分）

（7）其他 （10 分）

（8）设计报告（20 分）

项 目	主要内容	满分
方案论证	比较与选择，方案描述。	3
理论分析与计算	系统相关参数设计	5
电路与程序设计	系统组成，原理框图与各部分电路图，系统软 件与流程图。	5
测试方案与测试结果	测试结果完整性，测试结果分析。	5
设计报告结构及规范性	摘要，正文结构规范，图表的完整与准确性。	2
总分		20

1. 1. 1. 说明

1. 电动车规定：参赛电动车必须为前轮转向式四轮车，车长投影≥25cm，车宽投影≥15cm，车高（含检测装置高度）≤30cm，禁用履带车或麦克纳姆轮。违规使用的电动车不予测试。
2. 测试场地：赛区测试电动车自动泊车的场地如图 1 所示，单项泊车场地（图 2、图 3）各为赛区测试场地

（图 1）的一部分，赛区测试场地不标注蓝色字符和线段，直线段 hj 长度范围 50~70cm（具体长度由赛区决定）。倒库泊车的三个车库（库 1~3）长度均为 35cm、宽度均为 23cm；侧方泊车的三个车库（库 4~6）长度均为 50cm、宽度均为 25cm。图中长方形 abcd 为泊车库，线段 ab 为“库口线”，线段 bc、cd、da 为“库边线”；线段 uv 与 mn为道路边缘线，mn 与所有“库口线”重合。泊车场地应铺白纸，纸上的黑色实线用 1.8cm 左右宽度的黑色胶带粘贴而成。

1. 发车区 1：测试第（1）、（3）项及第（5）、（6）项要求的功能时，电动车应摆放于图 1 中“发车区 1” 内，即车身右侧投影线距离直线段 mn 约 5cm，车头投影线距离前方虚线段 wv 约 5~30cm，测试时将随机调整该距离。
2. 发车区 2：测试第（2）、（4）项要求的功能时，电动车应摆放于图 3 中“发车区 2”内，即车身右侧投影线距离直线段 mn 约 5cm，车头投影线距离前方虚线段 hk 约 5~30cm，测试时将随机调整该距离。
3. 入库时间：电动车无论倒车入库还是侧方入库，都必须以倒车方式进入库 2 或库 5。电动车在库口附近启 动最后入库动作（此动作前电动车须停顿 1s）时，发出第一声蜂鸣；电动车入库停车到位时，再发出第二声蜂鸣。两次蜂鸣之间的时差分别定义为“倒车入库时间T1 ”或“侧方入库时间T2 ”。
4. 库内停车：电动车入库后，应尽量停泊在库 2 或库 5 的库区中部，车头方向应与库内箭头方向相同。当泊

车库的邻库内停有车辆，入库电动车应尽量与邻库内停车的车头车尾对齐停车。

1. 邻库车辆：库 1、库 3、库 4、库 6 内需停放的“邻库车辆”应为电动车的同型车，或自制模拟停放车辆的物体（该物体与电动车身长宽尺寸相同、高度＜20cm）,物体材质不限，但其内不得有任何电子元器件，测试时自带。
2. 失误扣分：电动车泊车过程中，出现以下三项操作失误的将按规则扣分：失误①：电动车身地面投影覆盖库 2、库 5 的库边线

失误②：电动车身地面投影覆盖道路边缘线 uv

失误③：电动车身地面投影覆盖库 1、库 3、库 4、库 6 中任一库区

1. 测试要求：如电动车能够完成“连续倒车与侧方入库/出库”，应直接测试第（5）或第（6）项；如电动车不能完成“连续倒车与侧方入库/出库”，可选择单独测试第（1）、（2）项或第（3）、（4）项，此后将不再测试第（5）或（6）项。每项最多允许测试两次，各项测试成绩以最好的一次成绩为准，满分时，该项不测第二次。
2. 其他说明：电动车检测泊车库区的技术方法不限，但不得借助车载自检测装置（不得超出车身外沿）以外的任何检测电路、遥控装置与网络资源，电动车泊车全程禁止人工介入。
3. 补充建议：建议借鉴驾照考核科目 2“倒车入库/出库”、“侧方入库/出库”操作规则；也可查看网上科目 2 视频，参考其动

1. 1. 完成本赛题必备的元件清单

	7月赛题	10月赛题
仪器设备清单	数字示波器(100MHz,双通道) 信号源(10 MHz,单通道) 信号源(40MHz,带AM/FM调制功能) 频谱分析仪(1GHz) 功率分析仪 数字毫伏表 万用表(4位半) TI MCU系统板(可含板载调试下载模块) 单片机开发系统 FPGA开发系统 DSP开发系统 嵌入式开发系统 秒表 量角器 5米卷尺	数字示波器(100MHz,双通道) 信号源(10MHz,单通道) 信号源(40MHz，带AM/FM调制功能) 频谱分析仪(1GHz) 功率分析仪 数字毫伏表 万用表(4位半) TI MCU系统板(可含板载调试下载模块) 单片机开发系统 FPGA开发系统 DSP开发系统 嵌入式开发系统 秒表 量角器 5米卷尺
	多旋翼无人机（最大轴间距不大于45cm） 四轮电动小车（外形尺寸：长度≤25cm，宽度≤15cm） 摄像头(可带处理器模块) 无线发射接收模块 手机通信模块 激光笔 A/D、 D/A 转换器 运算放大器、电压比较器、乘法器 大功率器件 大功率电阻 小容量单相自耦调压器 工频隔离变压器(容量≥150VA) 小型电机及驱动器 二维电动云台 舵机 高频磁环 液晶显示屏 小型继电器 发光二极管 光电传感器 角度传感器 麦克风 蜂鸣器 压电陶瓷蜂鸣片 扬声器 外径约110cm呼啦圈	四轮电动小车(外形尺寸:长度≥25cm，宽度≥15cm) 摄像头(可带处理器模块) 无线发射接收模块 手机通信模块 激光笔 A/D、D/A 转换器 运算放大器、电压比较器、乘法器 程控放大器、功率放大器 大功率器件 大功率电阻(8Q/4W,4Q/8W) 小容量单相自耦调压器 小型电机及驱动器 二维电动云台 舵机 高频磁环 液晶显示屏 小型继电器 发光二极管 光电传感器 角度传感器 反射式光电传感器 麦克风 蜂鸣器 压电陶瓷蜂鸣片 扬声器

B赛题必备元件清单

TI MCU系统板	盘古TI MCU系统板	带显示屏、按键、蜂鸣器、RGB状态知识灯
车模	竞赛二合一车模	带舵机、电机、联轴器、轮胎、前轮转向
电机驱动器	开山斧电机驱动模块	带独立5V/3A、6V/1A、3.3V/0.5A稳压输出、倍频鉴相、多种电机接口
摄像头(可带处理器模块)	OPENMV4 V2	尺寸3.5*3.5 MM，重量6.6 g
其它	摄像头固定支架
	2-3S锂电池
	充电器、扎带等

 

1. 1. 

      赛题实现与动作分解视频演示

    

   

    

   

    

   

    

   

    

2. 完整视频演示
3. 视觉寻迹与车库识别部分演示
4. 倒车入库动作分解与实现细节视频演示
5. 侧方停车动作拆解与实现细节展示

1. 1. 任务实现软件部分讲解
2. 基于OPENMV视觉寻迹的转向控制
3. 速度控制
4. 距离控制
5. 舵机打角控制

1. 1. 倒车/侧方入库相关的参数调节方法

无 第1个参数为巡线时的期望定速巡航速度； 第1个参数为倒车入库时，识别到视觉特征后，小车需要前后调整的位移，单位cm； 第1个参数为倒车入库时，倒车入库第一个动作执行的距离——轮胎左打并前进，单位cm；第2个参数为倒车入库时，倒车入库第二个动作执行的距离——轮胎右打并后退，单位cm；第3个参数为倒车入库时，倒车入库第三个动作执行的距离——轮胎回正并后退，单位cm； 第1个参数为倒车入库后出库第一动作执行距离——轮胎回正并前进，单位cm；倒车入库后出库第二动作执行距离——轮胎右打并前进，单位cm； 第1个参数为识别到侧方入库视觉特征点后，向前或者向后需要调整的距离，单位cm； 第1个参数为侧方入库第一个动作执行的距离——前轮右打时，回退距离，单位cm；第2个参数为侧方入库第二个动作执行的距离——前轮回正时，回退距离，单位cm； 第1个参数为侧方入库第三个动作执行的距离——前轮左打时，回退距离，单位cm；

倒车入库——车身回正靠近左边界	调节参数
	调大第三行第1个参数，即识别到视觉特征点后，小车需要前后调整的位移

倒车入库——车身回正靠近右边界	调节参数
	调小第三行第1个参数，即识别到视觉特征点后，小车需要前后调整的位移

倒车入库——车头靠右边偏	调节参数
	调大第四行第1个参数，即倒车入库第二个动作执行的距离——轮胎右打并后退

倒车入库——车头靠左边偏		调节参数
		调小第四行第2个参数，即倒车入库第二个动作执行的距离——轮胎右打并后退
倒车入库——穿越车库后边界	调节参数
	调小第四行第三个参数，即倒车入库第三个动作执行的距离——轮胎回正并后退

倒车入库——穿越车库前边界	调节参数
	调大第四行第三个参数，即倒车入库第三个动作执行的距离——轮胎回正并后退

侧方入库——车身回正靠近下边界	调节参数
	调大第六行第一个参数，即侧方入库视觉特征点后，向前或者向后需要调整的距离

侧方入库——车身回正靠近左边界	调节参数
	调大第七行第二个参数，即侧方入库第二个动作执行的距离——前轮回正时，回退距离

侧方入库——车身回正靠近左边界	调节参数
	调大第八行第一个参数，即侧方入库第三个动作执行的距离——前轮左打时，回退距离

1. 1. 常见问题整理
2. 竞赛车模型号的选择？
3. 电赛小车赛题是否需要用德州仪器TI处理器去备赛？

年份	题目名称	尺寸要求（长宽高CM）	重量要求	处理器限制	是否需要寻迹
2017	自动泊车系统	≥26，≥16，≤20	无	无	是
2018	无线充电电动小车	≤30，≤26，无	无	无	无
2019	电动小车动态无线充电系统	≤30，≤26，无	≥250g	无	是
2020	坡道行驶电动小车	≤25，≤25，无	＜1.5kg	MSP430/MSP432	是
2021	智能送药小车	≤20，≤20，≤25	无	无	是
2022(7)	小车跟随行驶系统	≤15，≤25，无	无	TI的MCU平台控制	是
2022(10)	无线充电可寻迹电动小车	≤21，≤29.7，无	无	TI的MCU平台控制	是
	具有自动泊车功能的电动车	≥25，≥15，≤30	无	无	是

• TI作为2018-2027年全国大学生电子设计竞赛的10年唯一冠名赞助商，经过TI对历届竞赛持续为竞赛提供资金、开发板、技术培训的支持，以及参赛学生的不断学习积累和传承，当下关于TI处理器的教程学习资源已经非常丰富，基于TI库函数开发入手门槛非常低，使用TI微处理器参赛行程广泛共识。根据近几年的赛题要求综合来看，使用TI MCU备赛是大势所趋。
• 赛题中对于车模尺寸的要求变化比较大，另外底盘的驱动形式有两轮差速小车、前轮舵机转向小车两种，学生备赛阶段需要根据当年发布的元件清单要求实时调整，实验室最好配备有3D打印机、CNC雕刻机设备。无名创新推出的竞赛二合一车模能满足往届竞赛中对车模尺寸、驱动形式的要求。

1. 基础相对比较薄弱，复现NController多功能控制器提供的例程中自动泊车/小车跟随行驶系统赛题难度大不大？

• 使用标准自动泊车套件，配备有用户手册、装机调试视频教程，跟着视频教程走一遍就能实现往届赛题内容。
• 重要的不是“依葫芦画瓢”的完成赛题，照着视频教程做只是第一步，学生需要熟练掌握NController多功能控制器中的电机速度控制、自主寻迹控制、位置控制等常规API软件模块，会独立编写OPENMV/K210视觉程序并引入到小车控制系统中去实现不同的任务。
• 同时NController多功能控制器预设有灰度传感器/OPENMV自主寻迹、自平衡控制、航点控制、手机APP/NGS地面站控制、避障小车、四旋翼飞行器等常规电子信息相关开发必学控制平台给客户学习。
• 针对新手初学TI MCU系统板，开发板配备有TIVA基础入门25讲例程，帮助学生快速入手盘古TI MCU系统板。

1. 2023年TI国赛是否会有飞行器赛题？

• 全国大学生电子设计竞赛中从2013年飞行器赛题设立以来，不管是省赛还是国赛，组委会每年都会出无人机相关赛题。
• 2022年由于众所周知的原因，比赛时间被迫大体分两个阶段，在竞赛官网上7月份参考赛题中发布了送货无人机赛题，10月份的参考赛题中未发布无人机赛题，对于10月份之后比赛的省份，虽然官网并未发布新的无人机赛题，不少省份仍然在比赛中设置有无人机相关赛题，比如河南、贵州等省份。
• 根据竞赛官网2023年2月27日发布的竞赛通知和征题要求，结合电赛训练营官方培训直播视频预告来看，除非遇到不可抗力，在TI杯2023年全国大学生电子设计竞赛中设置无人机赛题的概率超百分之99.99%。

• 

 

• 如果2023年竞赛中不设置无人机赛题，竞赛组委会官网没有任何理由去劳民伤财地培训无人机赛题，让大家白做准备，空耗国力。