飞思卡尔之摄像头型设计

《飞思卡尔之摄像头型设计》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、智能汽车设计——摄像头型设计机械设计1硬件设计2软件设计3智能汽车设计——摄像头型设计机械设计—摄像头的选择CMOS图像传感器功耗小，一般只需5V电压即可工作，甚至有3.3V型号，相较与TTL动辄12V的输入需求相比，CMOS传感器的电源与系统大多数芯片和控制电路相兼容，无需额外升压电路，无形中简化了电路，提高了可靠性。（2）CMOS图像传感器由于体积，所以可以将感光阵列与信号处理电路集成在一起。比如AD，时序信号分离电路等。这样最大的优点就算是CMOS摄像头一般可以直接输出并行数字信号与时序信号，无需额外AD转换和专门的时序分离电路。由于集成了信号处理电路，CMOS摄像头还可以通过I2C/S

2、CCB总线进行参数设置，如调整亮度，对比度，图像开窗等等。机械设计此外，摄像头所架的高度一定要适宜。架得过高会导致小车的视野过大，看到的黑线变得太细，还会导致智能车的重心太高，使智能车快速过弯时容易翻车；架得太低又会影响前瞻，带来反光的问题，影响采样。合适的高度要既满足小车的重心要求，又保证前瞻距离。安装摄像头的底座和支杆应使用刚度大、质量轻的材料，以防晃动。车模调整模块主销后倾角主销后倾角值设定在1到3度，即垫片数为前1后3主销内倾角在调整时可以近似调整为0~3度左右，不宜太大。车轮外倾角外倾角调整为0°即可，并且要与前轮前束匹配。前轮前束通过调整轮的拉杆成内八字（前端小后端大）。舵机模块比

3、赛车模的转向是通过舵机带动左右横拉杆实现。舵机的转动速度和功率是一定，要想加快转向机构的响应速度，唯一的办法就是优化舵机的安装位置及其力矩延长杆的长度。由于功率是速度与力矩乘积的函数，过分追求速度，必然要损失力矩，力矩太小也会造成转向迟钝，因此设计时就要综合考虑转向机构响应速度与舵机力矩之间的关系，通过优化得到一个最佳的转向效果。硬件设计HCS12控制核心电源管理单元路径识别单元电源管理单元摄像头方案的电源管理单元就显得复杂得多。根据系统各部分正常工作的需要，各模块的电压值可分为2.5V,5V,6.5V,7.2V,12V五个挡，主要包含以下五个方面：电源管理单元（1）采用稳压管芯片LM2576

4、将电源电压稳压到5V后，给单片机系统电路、车速检测的转角编码器电路供电，且为后面的升压降压做准备；（2）经过一个二极管降至6.5V左右后供给转向伺服电机；（3）直接给直流驱动电机、驱动芯片MC33886电路供电；（4）采用升压芯片B0512S将5V电压升压到12V后，给摄像头供电；（5）采用稳压芯片LT1764将5V电压稳压到2.5V后，作为单片机A/D模块参考电压。电源管理单元由于稳压芯片LM2576的额定输出电流较小，故采用两片LM2576分别对单片机电路、车速检测电路供电，以保证系统正常运行。其电源分配图如图所示。电源分配图路径识别单元路径识别单元是智能车控制系统的输入采集单元，其优劣直

5、接影响智能车的快速性和稳定性。在摄像头方案中，其前瞻距离及检测到的赛道信息是红外线光电管方案远不能比拟的，但其软、硬件设计也较红外线光电管方案难。路径识别单元要能有效地采样摄像头视频信号，首先要处理好的技术问题就是能提取出摄像头信号中的行同步脉冲、消隐脉冲和场同步脉冲。否则，单片机将无法识别所接收到的视频信号处在哪一场，也无法识别是在该场中的场消隐区还是视频信号区，更无法识别是在视频信号区的第几行。路径识别单元就是给单片机配以合适的外围芯片，此芯片要能够自己提取出摄像头信号的行同步脉冲、消隐脉冲和场同步脉冲，以供单片机控制之用。目前，LM1881视频同步信号分离芯片就是一款合适的芯片，它提取摄

6、像头信号的行同步脉冲、消隐脉冲和场同步脉冲，并将它们转换成数字式电平直接输给单片机的I/O口作为控制信号。其硬件连接图如图所示。路径识别单元摄像头采样电路图路径识别单元摄像头视频信号端接LM1881的视频信号输入端，同时也接入S12的一个A/D转换器口（选用PAD1）。LM1881的行同步信号端（引脚1）接入S12的一个外部中断IRQ口。LM1881的奇-偶场同步信号输出端接S12的普通I/O口即可（选用PORTM0）。BTS7960电机驱动芯片BTS7960是一款针对电机驱动应用的完全集成的大电流半桥芯片。它是NovalithICTM系列的成员之一，它的一个封装中集成了一个P通道场效应管在上

7、桥臂和一个N通道场效应管在下桥臂以及一个控制集成电路。由于上桥臂采用的是P通道开关，对于电荷泵的需求也就不复存在了，因此电磁干扰减至了最小。由于集成在内驱动集成电路具有逻辑电平输入，与微控制器的连接变得非常简单，且该驱动集成电路还具有电流检测诊断、转换率调整、死区时间生成以及过热、过压、欠压、过流和短路保护。BTS7960在较小的电路板空间占用的情况下为大电流保护的PWM电机驱动提供了一种成本优化