華中科技大學控制系科技創新基地

控制系科技創新基地現由原IA團隊所有成員及指導老師組成，控制系科技創新基地的官方全稱為“控制科學與工程系智慧型機器人及智慧型系統仿真科技創新基地”，為第一屆啟明學院創新團隊聯盟成員之一，隸屬於控制科學與工程系（現自動化學院）。

基本介紹

• 中文名：華中科技大學控制系科技創新基地
• 隸屬：控制科學與工程系
• 時間：2007年
• 地址：華中科技大學亮勝樓905、906

基地簡介

概述

控制系科技創新基地將主要面向五大賽事：“飛思卡爾”杯全國大學生智慧型汽車競賽，瑞薩MCU超級智慧型車大賽，電子設計大賽，數模競賽和物流設計大賽。同時還會有各種基金項目，自主創新項目等。為了將我們系三個專業（自動化，測控，物流）的學生培養成具有實踐動手能力的人才，我們將不斷我完善培訓體制，將更多的隊員輸送到各大賽場上，讓他們將平時辛勤勞動的流下汗水化成賽場奪冠時激動的淚水。同時我們也熱烈歡迎機械學院，材料學院，管理學院，數學系等等院系的人才加盟我們基地。從基地走出了一批優秀畢業生，既有保研清華博士的畢業生，也有申請到美國名校Offer的畢業生。

為全華中大各個專業學有餘力的同學提供一個釋放自我，提升自我的廣闊平台，這就是我們基地不懈追求的宗旨。

基地前生——I.A.團隊

2007年暑假，當時控制系大三學生程釗等代表華科大第二次參加飛思卡爾智慧型車比賽，並獲得全國二等獎。2007年9月份，程釗等建立I.A.團隊，當時團隊人數僅十來人。

2007年10月，團隊進行了第一次招新。2008年4月，團隊完成了從大學生活動中心到工程實訓中心的搬遷工作。2008年5月，團隊進行了第二次招新，同時成立了第二屆執行委員會。08年是團隊發展的關鍵一年，08團隊大事記如下：

 2008年4月：團隊獲得控制系“團隊之星”榮譽稱號。

 2008年7月：飛思卡爾項目參加第三屆全國大學生智慧型汽車競賽，獲得華南賽區二等獎、優勝獎。

 2008年10月：機器魚項目論文“基於桿系的機器魚控制參數研究”獲得錄用。

 2008年11月：IA團隊作為技術支持，開始協助舉辦華中科技大學第三屆智慧型汽車競賽。

 2008年11月：瑞薩超級MCU模型大賽結束，我校參賽隊獲得A組冠亞軍、B組冠軍，並受邀於2009年1月參加日本的交流會。

 2008年12月：第三屆校內智慧型汽車競賽成功舉辦。IA團隊作為技術支持全程參與，同時，團隊派出的隊伍包攬比賽前三名。

 2008年12月：華中科技大學航空飛豹杯電子智慧型大賽決賽成功舉辦，團隊項目“智慧型檯燈”勇奪冠軍。

 2008年12月：華中科技大學“求是杯”課外科技作品競賽成功舉辦，團隊項目“智慧型檯燈”、“無線滑鼠”分獲三等獎。

 2008年12月：IA團隊（校團備案名稱：智慧型機器人科技創新基地）獲得華中科技大學2008年度科技創新優秀集體榮譽稱號。團隊多人獲得科技創新優秀個人榮譽稱號。

團隊發展十分迅速。而現在，團隊又迎來一個全新的發展機遇：

2009年4月，I.A.團隊正式更名為控制系科技創新基地，由控制系直接支持，並獲準進入啟明學院，這是I.A.團隊由一個純學生團隊向一個官方專業團隊轉型的里程碑。

2009年8月， 在第五屆飛思卡爾全國大學生智慧型車競賽中，基地代表隊獲得全國二等獎2項，華南賽區一等獎3項。

2009年11月，在第三屆瑞薩杯超級MCU模型車大賽中，基地代表隊蟬聯冠軍，並包攬A組亞軍和C組冠軍。

2010年8月，在第五屆飛思卡爾全國大學生智慧型車競賽中，基地代表隊獲得全國一等獎1項，全國二等獎2項，華南賽區一等獎5項。

2010年11月，在第四屆瑞薩杯超級MCU模型車大賽中，基地代表隊實現三連冠。

你能獲得的

1、技術的培養和學習的方法

2、更多優秀的朋友和更豐富的生活

3、代表學校比賽的機會

4、高效的生活，優秀的習慣

從前兩年的情況來看，從團隊走出的學生中不乏技術精湛又管理有方的成員。團隊兩年的應屆畢業成員中有很大部分直接保研，部分成員出國。總之，只要堅持下來，這裡一定能給予你很多。

項目介紹

慣性感測無線滑鼠項目

初衷是用於大學投影儀教學，教師採用手勢控制及點到點同步螢幕上的游標。

現有的滾輪式或光電式滑鼠都需要一個平坦的工作表面，且自身的體積也比較大。而基於動作檢測的無線滑鼠則可以自由的在空中移動來控制電腦；可以做得很小，便於攜帶，靈活地套用於各種場合；游標定位直觀而簡捷，與新出的3D雷射滑鼠相比，真正擺脫了接觸面的束縛；加之新型RF協定研發的成功，在功能增強的前提下，解決了傳統演示器耗電嚴重的問題，環保節能。

此款產品可廣泛套用於大學教學、企業演示、產品推廣等場合。其實作為個人數字娛樂也可，因而通用性廣。

項目技術特點滑鼠系統結構為感測器+無線+USB。加速度感測器檢測手勢（手部加速度），並通過無線傳輸到USB板，積分、編碼後通過USB通信完成對螢幕游標的控制；

初期對比社會上幾種產品，決定採用物美價廉的MMA7260QT加速度感測器，後來由於技術原因而轉向其他平台。本產品利用基於感測器單片機與667無線串口通信，採用USB電路，結合相關軟體，完成了滑鼠與計算機的成功通信，後由於時間衝突，只完成了半成品。

基於慣性感測器的的無線滑鼠是主要針對華中科技大學“航空飛豹杯電子智慧型設計大賽”、“求是杯”的項目。該兩項比賽主要面向電子設計、智慧型控制，而且後者作為挑戰杯校內選拔賽，前者在我校由電子系，後者由校團委組織參賽。同時，該項目也得到了工程實訓中心的大力支持，由工程實訓中心提供設備以及部分經費。　項目所獲獎項

無線滑鼠

該項目獲華中科技大學“求是杯”三等獎 ，參加武漢市創業挑戰賽，進入了複賽。

智慧型檯燈項目

項目背景

1、照明燈的節能問題

節能是當前時代發展的一個方向，是每一項產品所追求的目標，然而人們生活中的照明問題總是伴隨著能源的浪費。人走之後不關燈，不使用的時候開著燈……

2、燈管的健康問題

健康現在是大眾化的問題，而燈是人們生活中不可缺少的一部分，因此燈管的健康化，無害化迫在眉睫。考慮實現無頻閃，自動調光的燈是有可能的。

3、檯燈的智慧型控制問題

“人來燈亮，人走燈滅”的節能化思想，已經具有一定的智慧型化色彩：健康化的坐姿提醒，已及智慧型化的時間，鬧鐘，溫度，電壓。

智慧型檯燈

功能簡介及特色功能

智慧型檯燈作為一款新型的檯燈，智慧型化是它的主要特色，在普通檯燈的基礎上，採用高亮led光源，實現了節能，其具體功能如下：

1、實現人來燈亮，人走燈滅：作為智慧型化和節能化的檯燈，人來燈亮，人走燈滅時這中檯燈功能上面的特色。當人體靠近檯燈的時候，由熱釋電紅外感測器發出信號，使得單片機處理輸出驅動燈管發光的PWM波形，燈就亮；當人體離開檯燈的時候，由於沒有持續觸發，檯燈將在三分鐘之後熄滅。這種設計能夠有效地節約能源，並且能夠有效地控制燈亮的時間。

2、實現自動調光的功能：通過光敏電阻和一部分感測電路的分析，將環境光強轉化成數位訊號輸入單片機，由程式解決和處理並並輸出相應的亮度值。

3、實現坐姿提醒的功能：坐姿的提醒，是通過距離感測裝置進行的，當使用者頭部距離檯燈太近的時候，將產生報警信號，提醒糾正坐姿。

4、溫度感測：在開機的時候顯示當前的室溫情況並設有專門的按鍵顯示當前的室溫。、

5、電池電壓檢測的功能：和溫度的感測一樣，當按下鍵的時候顯示當前的電池電壓並及時提醒用戶更換電池。

6、遙控模組：使用萬能遙控器進行系統的總體控制。

7、液晶顯示時間，溫度，並設有鬧鐘。

主要控制採用sst單片機實現，外圍器件主要是各種感測器。其中“人來燈亮，人走燈滅”功能採用熱釋電紅外感測器實現；溫度檢測採用“ds18b20”溫度感測器實現；“坐姿提醒”主要使用紅外發射二極體和接收管實現，電池電壓採用串列8位ad轉換器實現；“自適應調光”以一塊光敏電阻和電壓比較器實現。

雙足步行機器人項目

機器人的功能

此雙足步行機器人為娛樂性質的機器人，它有雙腳，可以行走，能夠實現前進，後退，轉彎，並能夠躲避前方的障礙物繞行前進，這是其基本的功能；此外，更重要的是研究如何擴展使它具有更多的功能，以下它的幾項主要功能：

1、在給定的可分辨的路徑上，讓其實現自動循跡，自動調整行進方向；

2、在其自動控制的同時，又能進行手工操作，即利用無線遙控技術，控制其完成一些動作；

3、讓其在行進的同時，能發出相應的聲音提示。 雙足步行機器人的自身特點

雙足步行機器人

該雙足步行機器人其雙足為兩個大的腳掌；腿部沒有人類的各個關節，是由兩個直桿組成；連線腿與腳掌的是腳踝，腳踝也是直桿，但其是腳掌的側軸，腳掌可以繞其轉動；腿的上部分則是連線了兩個電機作為身體，跨步電機在下，傾斜電機在上；再上為電源和單片機控制系統電路板。

兩個伺服電機有各自的作用，頂部的伺服電機控制機器人的重心位置在1.5cm的範圍內擺動，而底部的伺服電機控制機器人的前後行走，兩條腿都連線在同一個電機上，由連線件連線，所以一隻腳向前移動時，另一隻腳就會向後移動。

步行機器人的腿和腳踝之間採用了一個簡單的平行連線件，確保雙腳能夠平行的站在地面上。其行走的基本方式為：頂部的傾斜伺服電機使其向一邊傾斜，把重心轉移到這邊的腳掌上，使得另一隻腳能在跨步伺服電機作用下向前跨步，之後重心再換到另一隻腳上，以此循環，通過不斷的傾斜與平衡運動，實現行走。

控制系統

基於AT89S52晶片的單片機系統，採用內部振盪方式的晶振電路和開環控制方案以及PID算法等…..

仿生機器魚項目

項目研究基於嵌入式單片機技術的一種仿生機器魚(Robotfish)，該機器魚可以在水中進行自由的有遊動並且會自動避開牆壁和水中的障礙物，在PC機的人機互動界面上會顯示魚頭與正前方最近障礙物的距離。研究將對魚類的運動原理與機器魚運動仿生建模，仿生機器魚的機械結構，仿生機器魚的材料特性，仿生機器魚的智慧型控制進行較深入的分析，探討仿生機器魚設計的諸多方案，在比較各方案優劣的基礎上，確定仿生機器魚的最終設計方案。在此基礎上設計和製作單片機接口電路和感測器硬體電路，對機器魚控制策略和控制算法進行研究。

仿生機器魚

人形機器人項目

模仿人的形態和行為而設計製造的機器人就是仿人機器人，一般分別或同時具有仿人的四肢和頭部。中國科技大學陳小平教授介紹，機器人一般根據不同套用需求被設計成不同形狀，如運用於工業的機械臂、輪椅機器人、步行機器人等。而仿人機器人研究集機械，電子，計算機，材料，感測器，控制技術等多門科學於一體，代表著一個國家的高科技發展水平。從機器人技術和人工智慧的研究現狀來看，要完全實現高智慧型，高靈活性的仿人機器人還有很長的路要走，而且，人類對自身也沒有徹底地了解，這些都限制了仿人機器人的發展。

人形機器人集機械工程、感測器技術、計算機技術、控制科學以及人工智慧等多學科於一體，其非完整約束、高階非線性和多感測器信息融合等特性使之成為機器人研究領域中綜合性最強的一個項目。

人形機器人具有人類的外觀，可以適應人類的生活和工作環境，代替人類完成各種作業，並可以在很多方面擴展人類的能力，在服務，醫療，教育，娛樂等多個領域得到廣泛套用。　人形機器人所要實現的功能

人形機器人

1、仿人行走：手和腳要同時運動，這就就要實現設計好控制單片機的正確的PWM時序。

2、讓機器人做出簡單的仿人動作例如：下蹲、跑步、跨越台階、爬樓梯

3、把機器人的頭部換成帶有攝像頭的電機驅動裝置，即能讓機器人隨人的控制採集不同方向的信息。

瑞薩超級MCU模型車大賽

瑞薩超級MCU模型車大賽是我國規模最大的大學生技能活動–IT&AT職業技能大賽賽事之一，由教育部管理信息中心主辦，由全球最大的半導體供應商之一株式會社瑞薩科技(Renesas)的全程贊助。

該比賽於2007年舉辦第一屆，我校參賽隊就創造了單圈最快記錄。在2008年的比賽中，由瑞薩實驗室、IA團隊派出的參賽隊包攬A組冠、亞軍，B組冠軍，並受邀赴日本參加日本超級MCU模型車大賽交流會。 此外我校還榮獲了初賽最快速度獎、決賽最快速度獎、大賽優秀組織獎、伯樂獎。

瑞薩比賽

飛思卡爾杯智慧型汽車競賽

全國大學生“飛思卡爾”杯智慧型汽車大賽，始於2006年，該比賽是由韓國引進，由高等學校自動化專業教學指導分委員會主辦。該競賽是以迅猛發展的汽車電子為背景，涵蓋了控制、模式識別、感測技術、電子、電氣、計算機、機械等多個學科交叉的科技創意性比賽。該比賽由Freescale半導體公司贊助並冠名。本項目面向全國大學生智慧型汽車競賽，在組委會提供的車模、主控單片機的基礎之上，自行製作包括感測器、驅動等電路，實現循跡功能，並以速度來決定比賽成績。該比賽是教育部舉辦面向大學生的五大賽事之一。在現在汽車電子發展迅猛的背景下，本項目也具有很深刻的社會意義。

我校從2006開始參與該競賽，完成項目“基於紅外感測器的智慧型汽車”、“基於模擬攝像頭的智慧型汽車”、“基於數字攝像頭的智慧型汽車”，並先後分別獲得優勝獎、華南賽區一、二等獎，全國二等獎、優秀論文獎等等。

飛思卡爾

成果展示

2007年基地成果展示

第二屆飛思卡爾智慧型汽車競賽	全國二等獎	程釗，劉廣林，唐旋來
華南賽區一等獎	程釗，劉廣林，唐旋來
華南賽區二等獎	程小科，黃今，萬齊齊
優秀論文獎	程釗，劉廣林，唐旋來
華中科技大學智慧型車比賽	二等獎	程小科，張建強

2008年基地成果展示

第一屆瑞薩超級MCU智慧型車大賽	A組全國一等獎	方程、胡航笛、馮鵬
B組全國一等獎	周波、余東東、董海松
A組全國二等獎	許一飛、李崇光、孫高峰
A組單圈最快獎	許一飛、李崇光、孫高峰
B組單圈最快獎	周波、余東東、董海松
第三屆飛思卡爾智慧型汽車競賽	華南賽區二等獎	程小科，黃今，胡航笛
華南賽區優勝獎	段鵬，莊可佳，張建強
第二屆航天—飛豹杯電子科技大賽	一等獎	張建強、方程、彭鑫
華中科技大學“求是杯”	三等獎	張建強、方程、彭鑫
三等獎	周波、余東東、李崇光、許一飛
華中科技大學智慧型車比賽	一等獎	基地成員
二等獎	基地成員
三等獎	基地成員

09年基地成果展示

衛冕瑞薩超級MCU模型車大賽冠軍並榮獲飛思卡爾智慧型車大賽二等獎

09年瑞薩冠軍

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活動場地

華中科技大學亮勝樓905、906

綜合事務

基地現任隊長 馬浩

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