本模型车设计所用的核心控制单元是飞思卡尔公司生产的MC9S12DG128 MCU单片机。在控制方案和系统设计方面，先后经历了以下几个阶段：对智能模型车进行物理改造（自行设计和增加了传感器和主控板部分）；传感器信号采集处理模块设计；动力电机驱动模块设计；控制算法的编制及执行和调试；转向舵机控制设计与安装；最终完成智能车的工程制作并初步调试通过。
由于实际需要，我们对模型车进行了改造，主要增加了传感器和主控板部分。改造后的车模主要技术参数如下：车模总体重量1.8kg，长、宽、高尺寸分别为384mm、218 mm和80 mm；电路功耗约6W，所有电容总容量约为76uF；采用7个灰度传感器；除了车模原有的驱动电机、舵机之外，未使用其他电机。在实现自动寻迹小车的过程中，对系统的调试也是至关重要的一个环节，以下列出了部分在调试中遇到的困难及解决方法。
（1）光线对传感器的影响：由于系统采用了灰度传感器作为寻迹的依据，而灰度传感器受外部环境光线的影响很大。在晚上室内进行调试时候与白天光线充足时候检测到的数据值是不同的。为了避免这种光线的影响，设计中在小车的前方灰度传感器部分加大了对传感器的遮盖面积，适当的挡住了外部的光线，保证了灰度传感器准确的检测环境。
（2）车身重量的减轻：整车质量的增加，对系统动力性能有较大影响。因此，除了小车工作必须的电路之外，应尽可能减少车重。即使是必备部件，可也应该采用轻量化的设计。比如为了通过前方7个传感器检测环境，需要板子来延伸固定7个传感器，设计中为了减轻重量，对延伸板中不需要固定传感器的部分都做了搂空处理，从而减小了重量。
（3）电机驱动芯片发热问题：在系统调试中发现小车在跑完5至6圈赛道后速度变的很慢，开始严重影响小车正常运行，研究后发现电机驱动芯片MC33386发热非常大，直接导致能耗消耗较大，系统电流变小直至无法驱动。为了解决驱动芯片发热量较大的问题，笔者首先在MC33386上加装了散热片以加快散热，同时对程序进行了改进，对PWM的占空比的赋值也改为通过定时器方式来慢慢递增或者递减，而不是使用突变的方式赋值。再调整后小车行走的效率有了明显的提高。
（4）车身过度转向的避免：由于是后轮驱动，在弯曲的路线上加速可能会出现过度转向现象，为了避免这种情况的发生，在小车寻迹过程中，检测到有弯道时将降低小车速度前进，弯道的弯度越大小车的前进速度越慢。
在完成智能模型车工程制作并作最终调试的过程中，我们发现智能模型车的速度相对较慢，而且快速过弯时特别容易冲出赛道。经过分析不难得到，这主要是与主控程序的优化设计和智能模型车转向舵机在控制过程中的时间延迟有关，因此我花了很大力气来做尽量优化的主控程序和减少舵机在控制过程中的延迟时间。尽管在这两方面我做了改进，但并没有做到不可再超越的程度。还有一种办法就是，根据智能模型车当前及过去一段时间的运行情况中的有效参数，运用差值法和模糊识别的原理预测黑色轨道的走向，用以提高小车的判别视野，从而弥补控制延迟的缺陷。此外，智能模型车在行进的过程中，动力电机驱动芯片的发热量过大，能耗较多，从整个智能模型车来说，能耗也是非常之大。解决这个矛盾，一方面需要对电路原理和整体电路板的构架进行优化设计，以降低由非动力电路所造成的无谓能量损耗，另一方面需要对智能模型车的物理性能进行改造，如减少轴承的摩擦力等，以减少前进阻力。在这两方面，我还要做很多的工作，并且在方法上还有待改进。
根据在设计中得到的经验看，总结了设计智能车时需要考虑以下几点。
（1）外部因素：主要有环境光线、赛道材质等因素。以采用光电寻迹方案的智能车为例，如果接收的信号中有很多噪声成分，或者黑白区分不清晰，就很难识别路线，从而对后续的控制过程造成很大影响。因此，合理的传感器离地间隙和反射角度、较好的滤波电路设计都是需要考虑的。
（2）重量因素：整车质量的增加，对系统动力性有较大影响。因此，除了智能车工作必须的电路之外，应尽可能减少车重。即使是必备部件也应采用轻量化设计。比如为了测量模型车的速度，需要在驱动轮上加装转速传感器，一般购买的电机编码器重量都较大，可以考虑利用鼠标上的光电电路设计制作轻量化的转速传感器，从而大大减小了重量。
（3）发热因素：当智能车行驶时由于追求快速，模型车动力源，即直流电机的发热现象很严重。因此，要采取适当的对策避免此现象的发生。
（4）车轮因素：为了达到更快的速度，而且避免在拐角处的滑移现象出现，可以考虑重新选装了模型车的轮胎。在飞思卡尔半导体公司的产品中，有加速度传感器，可以利用MMA6260等双轴惯性传感器，感知前进方向和侧向的加速度变化，防止直线行驶时的车轮打滑和弯道行驶时的侧滑。
（5）由于是后轮驱动，在弯曲的路线上加速可能会出现过度转向现象，因此在车辆弯道行驶时需要小心控制车辆的转向速度。
（6）为了提高行驶稳定性，应该把设计的重点放在了使传感器感知更远的距离上。
（7）提高转向伺服电机的反应速度。探索更有效的行驶算法。
（8）为适应各种有挑战性的赛道，控制方法的简单可靠往往比复杂的控制更具成效。
