基于cmos图像传感器的视觉导航小车设计

《基于cmos图像传感器的视觉导航小车设计》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、毕业设计说明书摘要以飞思卡尔公司的16位微控制器MC9S12DGl28作为核心控制单元，设计了智能循线汽车控制系统的软硬件，主要包括传感器选型及信号采集处理、电机和舵机的控制等部分。采用CMOS传感器作为信息采集模块，安装在小车前部，检测白色跑道上的黑色引导线。根据黑线的位置，通过所设计的电路和程序对传感器信号进行采集处理。从而获取车模相对赛道的偏移量、方向、速度等信息。通过编写控制程序，产生PWM脉冲信号，对模型车转向舵机以及驱动电机进行控制。最后完成了智能车工程制作及调试，并实现车模能够沿着赛道高速稳定地行驶。关键字：智能汽车；CMOS传感器；MC9S12DGl28

2、；控制84毕业设计说明书AbstractUsing16bitFreescalemicrocontrollerMC9S12DGl28astheelectmniccontrolunit(MCU)，thispaperdesignedanddevelopedasmartcarwhichtracksablacklineonthewhiteracewayasfastandstableaspossible．Thehardwareandsoftwareofthesmartcarweredesigned，whichincludedthelinetrackingmodule，motordr

3、ivingmodule，servoconttrollingmodule，andspeedsensormodule，etc．ItselectedCMOSsensorswhichnamedov7620todetecttheblackline.Therelativepositionofthecenterblacklineontheraceway，directionandspeedofthecarwereobtainedandanalysedbyMCU.,accordingtocontrollingalgorithms,PWMsignalsweresenttodrivetheD

4、Cmotorandturntheservo.Sothesmartcarcanrunbytrackingtheblackline.Keywords：Smartcar;CMOSsensors;MC9S12DG128;control84毕业设计说明书目录第一章绪论51.1选题背景61.2主要设计（研究）内容61.3系统主要技术指标71.4移动机器人视觉系统研究现状71.5移动机器人视觉系统的技术要求8第二章系统总体结构方案设计102.1系统总体结构及其功能102.2方案设计102.2.1处理器模块102.2.2路径识别模块112.2.3电机控制的选择122.2.4显示选择13

5、2.2.5速度检测模块的选择132.2.6运动控制策略15第三章系统的硬件设计163.1单片机163.1.1控制器介绍163.1.2外部电路设计193.2电源模块设计203.3图像处理模块223.3.1摄像头结构和工作原理223.3.2检测黑线原理2284毕业设计说明书3.3.3检测黑线方法233.3.4CMOS摄像头的选取243.3.5OV7620的介绍243.3.6OV7620的输出特性243.3.7图像存储方式253.3.8图像采集系统253.4电机驱动模块263.4.1电机的选择263.4.2电机的特性273.4.3电机驱动模块的选择273.4.4MC33886

6、原理273.4.5MC33886的使用说明303.4.6驱动电路的设计323.5速度检测模块333.6舵机控制模块343.6.1舵机的介绍343.6.2舵机工作原理：353.6.3舵机的基本资料353.6.4舵机的控制方法353.6.5舵机的控制36第四章智能小车的软件设计与实现394.1软件设计环境394.2软件整体设计方案394.3程序流程404.4初始化414.5程序代码43第五章运动控制策略455.1PID控制器结构设计455.2PID运用465.3速度PID控制算法485.4方向控制策略495.5速度给定控制策略50第六章总结536.1主要工作情况及创新之处5

7、36.2系统改进及发展前景53致谢54附录A程序55附录B中英文翻译72参考文献8384毕业设计说明书第一章绪论对于移动机器人来说，定位和导航能力是非常重要的。在移动机器人相关技术研究中，导航技术是其核心技术，也是其实现真正的智能化和完全的自动移动的关键技术。移动机器人的导航方式很多，有惯性导航、磁导航、视觉导航、基于传感器(超声传感器、红外传感器、接触传感器等)数据导航、卫星导航等。这些导航方式分别适用于各种不同的环境，包括室内和室外环境，结构化环境与非结构化环境。其中，视觉导航方式具有信号探测范围宽、信息量丰富等优点，近年来广泛应用于