三江学院三江摄像头2队智能汽车邀请赛技术报告

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1、目录冃录III第一章引言11.1人赛背景和概况11.2科能牛:应用前景1笫:章赛车整体设计思路22.1系统设汁方案要求、目你22.2系统硬件结构22.3系统软件结构3第三草赛车机械部分设计53.1车体结构没计53.1.1前轮倾角的调整53.1.2后轮羌速机构凋整63.1.3舵机的安装方式63.1.4摄像头的冏定73.2测速模块没计与安装83.3主板的安装9第四章系统硬件电路设计104.1S12微控制器的组成104.2电机驱动电路模块104.3图像处理模块124.4电源模块14第五章软件设计方案175.1图像采集和数据处理175.2速度控制1

2、95.2.1速度传感器模块195.2.2速度检测的初始化及速度获取205.2.3速度的控制205.3舵机转向控制215.4起始线的识别22第六M赛车调试236.1软件调试平台CodeWarrior236.2CodeWarriorIDE艰本使用方法24第七章模型车的小:要技术参数27第八卓结论28参考文献29附件A程序源代码30第一章引言1.1大赛背景和概况“飞思卡尔”杯全国大学生智能汽车竞赛是由教育部高等学校自动化专业教学指导分委员会主办，飞思卡尔半导体公司协办的全国性的比赛。与以往的专业竞赛不同，智能车大赛是以迅猛发展的汽车电子为背景，涵

3、盖了控制、模式识别、传感技术、电子、电气、计算机、机械等多个学科交叉的科技创新比赛，已经成为各高校展示科研成果和学生实践能力的重要途径，同时也为社会选拔优秀的创新人才提供了重耍平台。第三届“飞思卡尔”杯全国大学生智能汽车竞赛于2008年7只中旬举行分区比赛，8只上旬举行全国总决赛。竞赛内容包括：以飞思卡尔HCS12单片机为核心控制模块，以CCD或光电检测元件检测赛道引导线，引导改装后的模型汽车以最快的速度按照人赛组委会所设定的赛道行进，以赛车在最短时间跑完全程的队为优胜队。该竞赛是涵盖了控制、模式识别、传感技术、电子、电气、计算机、机械等多

4、个学科的科技创意性比赛，极具挑战性与竞争性。该比赛已经列入教育部主办的全国大学生五大竞赛之一。1.2智能车应用前景智能车要实现在城市繁忙道路上完全无人驾驶，尚有很多研究工作要做。但是通过这辆车来研究一些关键技术，并且把它们应用到实际工程中去，还是可行的。譬如GPS在汽车定位、导航中的应用；又如多种传感器信息处理，如果将二维图像与激光雷达的信息融合起来，可以得到更确切的道路或环境的信息；传感器技术和自动驾驶技术可以实现汽车的自适应巡航，辅助人们把车开得又快又稳、安全可靠；汽车夜间行驶吋，如果装上红外摄像头，就能实现夜晚的汽车安全辅助驾驶；在仓

5、库、码头、工厂、机关、营房、住宅区或者危险、冇毒、冇害的工作环境里，自动驾驶或遥控驾驶技术冇着广泛的应用前景,如无人值守的巡逻监视、设备的维护修理、物料的运输、消防火火等等，冇单位曾希望他们设计出遥控驾驶的消防车。第二章赛车整体设计思路2.1系统设计方案要求、目标智能车竞赛所使用的车模是一款带冇差速器的后轮驱动模型赛车，由人赛组委会统一提供。通过设计基丁•Freescale公司幵发的MC9S12DG128单片机的自动控制器控制模型车在封闭的跑道上自主循线运行。自动控制器是以单片机MC9S12DG128为核心，配合冇传感器，电机，舵机，电池及

6、相应的驱动电路，它能够自主识别路径，控制模型车高速稳定运行在跑道上。智能车竞赛要求参赛队伍设计一辆以组委会提供的车模为主体的吋以在赛道上自主寻线的模型车，比赛成缋为单圈最好成缋。设计自动控制器是制作智能车的核心环节。可靠性是取得成绩的冇力保障。在提高车速的同吋保证智能车的稳定性。同吋尽量简化电路设计，提高灵活性。2.2系统硬件结构按照预计的设计，我们设计出了系统结构图。我们力求在最简的硬件系统上实现我们所要的效果，使得系统更高效。在组委会提供的车模基础上，通过MC9S12DG128采样视频信号，获得图像数据。然后根据图像数据，提取0标指引线

7、。图像采集模块主要冇摄像头、S12的A/D模块、外围芯片LM1881和电路组成。舵机模块主要控制智能车的转角。驱动模块用于提供赛车的驱动，主要由MC33886芯片及其电路组成。速度传感器模块巾小型光电编码器和ect脉冲捕捉功能构成。提供速度闭环控制。硬件系统结构如图2.1所示。CCDLM1881MC9SDG128BMC33886舵机光电编码器图2.1硬件系统结构2.3系统软件结构宥了系统硬件结构做£；•盾，通过软件算法给小车注入思想厄就可以跑起來了。系统的基木软件流程为：首先，对各功能模块和控制参数进行初始化。然后，通过图像采集模块获取前方

8、赛道的图像数据，然I；S12利用边缘检测方法从图像数裾中提取赛道黑线，求得赛车与黑线位置的偏差，接着采对舵机进行反馈控制。同时通过速度传感器模块获取赛车的速度。根据检测到的速度，