竞赛用智能车的设计.pdf

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1、Vol.26No.3安徽工业大学学报第26卷第3期July2009J.ofAnhuiUniversityofTechnology2009年7月文章编号：1671-7872（2009）03-0291-06竞赛用智能车的设计122孙辉，张参参，史久根（1.合肥学院,合肥230061；2.合肥工业大学，合肥230009）摘要：以16位单片机MC9S12DG128为核心控制器，设计能够自主识别道路且按照规定路线行驶的智能汽车。采用中值滤波的方法进行图像处理，去除图像噪声，采用连续性寻线算法识别黑线，曲率算法进行路

2、径识别。实验结果证明，设计的智能车运行性能良好，行驶稳定、快速。关键词：智能车；中值滤波；噪声；路径识别中图分类号：TP242.6文献标识码：Adoi:10.3969/j.issn.1671-7872.2009.03.023DesignofSmartCarforCompetition122SUNHui,ZHANGCan-can,SHIJiu-gen(1.HefeiCollege,Hefei230061,China;2.HefeiUniversityofTechnology,Hefei230061,Chin

3、a)Abstract：Using16-bitsinglechipMC9S12DG128forthecorecontroller,createasmartcarthatcanself-identificationandtracktheroadautomatically.Filteringmethodsofimageprocessingisusedtoremoveimagenoise,andcontinuoussearchalgorithmisusedtoidentifytheblackline,curvat

4、urealgorithmisusedtopathidentification.Experimentalresultsshowthatthesmartcarperformanceisgood,anditisstable,fast.Keywords:smartcar；medianfilter；noise；pathrecognition智能车辆也称无人车辆，是一个集环境感知、规划决策和多等级辅助驾驶等功能于一体的综合系统。为加强大学生实践、创新能力和团队精神的培养，教育部主办了全国大学生智能汽车竞赛，根据大赛的

5、目标和[1]任务，使用飞司卡尔半导体公司的16位微控制器作为核心控制模块，设计一个能够自主识别道路且按照规定路线行驶的模型汽车。为使智能车正确沿线行驶，智能车系统通过道路传感器获得道路信息，测速传感器获得现行车速，对获得的图像信息进行分析和处理，经过控制算法计算得出最佳速度和舵机转角。1智能车硬件系统速度检测模块智能车控制系统主要由电源模块、传感器模块、电传感器电机驱机及其驱动模块、舵机转向模块、测速模块、调试模块模块MC9S12DG1动模块[2-5]28和单片机模块构成。总体结构设计框图如图1。调试模块

6、单片机舵机转（1）电源模块智能车控制系统根据各部件正常工向模块电源模块作需要，对配发的标准车模用7.2V1.8A·h的可充电Ni-Cd电源。其中单片机系统、图像采集的摄像头图1智能赛车总体结构设计框图和速度检测电路用5V电源供电，舵机使用6V电源供电，直流电机直接由电池供电，如图2。考虑到启动和运行时发生电压下降现象，采用低压差稳压芯片LM2940，该芯片可以在500mA时稳压，最小压差仅为0.6V，如图3。收稿日期：2009-03-04基金项目：安徽省自然科学基金资助（KJ2007B235）作者简介:孙

7、辉（1964-），女，安徽安庆人，副教授。292安徽工业大学学报2009年图2低压差5V稳压电路图3舵机6V稳压电路(2)摄像头图像采集模块LM1881视频同步信号分离芯片可从摄像头信号中提取信号的时序信息，如行同步脉冲，场同步脉冲，奇、偶场信息等，如图4。引脚2位视频信号输入端，经LM1881芯片处理，引脚1输出行同步信号，引脚3输出场同步信号，引脚7输出奇偶场信号，引脚5输出滞后行信号5.8μs的后肩区同步信号。图4同步信号分离电路（3）AD转换模块为提高摄像头电压信号转换为数字信号的速度，系统不使用

8、单片机自带的AD转换模块，采用专门的AD芯片，转换电路如图5。图5AD转换电路第3期孙辉等：竞赛用智能车的设计2932智能车控制算法2.1视频信号的采集2.1.1摄像头采样机制摄像头的主要工作原理是：按一定的分辨率，以隔行扫描的方式采样图像上的点，当扫描到某点时，就通过图像传感芯片将该点处图像的灰度转换成与灰度一一对应关系的电压值，将此电压值通过视频信号端输出。具体而言摄像头连续扫描图像上的一行，就输出一段连续的电压视频信号，