摄像头组智能汽车竞赛技术报告

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1、第八届“飞思卡尔”杯全国大学生智能汽车竞赛技术报告摘要该系统以Freescale32位单片机MK60DN512作为系统控制处理器，以DMA方式采集由OV7620数字摄像头产生的信号，进而提取出相应的赛道信息，进行相应的运算处理后，结合控制算法，给出相应的PWM波占空比控制舵机转向，并结合500线编码器反馈回的脉冲数读取当前车体的速度从而实现对电动机的闭环控制，使车体能较好适应赛道变化。在机械结构上，本设计做了一些改进和创新，对舵机的安装位置和高度做了一些调整，对摄像头的架设结构也做了调整，这对提高车模的

2、稳定性打下了基础。该智能车系统硬件部分主要包括主控芯片模块、传感器模块、电机驱动模块、舵机模块、电源模块。软件部分包括图像的采集处理部分和电机、舵机控制程序部分。本系统应用IAR开发工具进行编程，用jlink进行程序下载，利用串口传输的数据进行在线调试，应用了LabVIEW虚拟仪器作为辅助调试工具，完成了软件的设计、编程和调试工作，很好的实现了路径识别的功能。关键字：智能车OV7620摄像头K60信息采集目录第一章引言11.1智能车大赛背景及应用前景11.2概述1第二章智能车机械结构22.1总体思路22

3、.2四轮定位32.3系统电路板安装52.4舵机的安装62.5摄像头支架的设计安装82.6测速模块安装92.7车模的差速及齿轮机构调整102.8主动悬挂系统112.9小结13第三章系统硬件电路设计143.1系统整体结构143.2电源电路设计模块153.2.1摄像头电源电路设计163.2.2单片机电源电路设计173.3摄像头的选取和设计183.4电机驱动电路设计203.5编码器电源电路设计223.6舵机电源电路设计233.7小结24第四章系统软件电路的设计254.1系统软件整体结构254.2图像处理274.

4、2.1图像二值化274.2.2图像去噪声处理274.3控制策略284.3.1经典PID控制算法284.3.2车速PID控制策略304.3.3路径控制策略30第五章开发工具及安装调试过程325.1开发工具介绍325.2软件调试过程335.2.1使用LabVIEW软件辅助调试33第六章车模主要技术参数说明36第七章结论37参考文献38附录A：程序源代码I第一章引言1.1智能车大赛背景及应用前景全国大学生智竞赛是以智能汽车为研究对象的创意性科技竞赛，是面向全国大学生的一种具有探索性工程实践活动。大赛综合性很强

5、，以迅猛发展的汽车电子为背景，是教育部倡导的大学生科技竞赛。本竞赛以“立足培养，重在参与，鼓励探索，追求卓越”为指导思想，旨在促进高等学校素质教育，培养大学生的综合知识运用能力、基本工程实践能力和创新意识，激发大学生从事科学研究与探索的兴趣和潜能，倡导理论联系实际、求真务实的学风和团队协作的人文精神，为优秀人才的脱颖而出创造条件。大赛的综合性很强，是自动控制、模式识别、传感、电子、电气、计算机和机械等多个学科交叉的科技创意性比赛【1】。智能车辆的主要特点是在复杂的道路情况下，能自动地操纵和驾驶车辆绕开障

6、碍物和沿着预定的路线运行。根据路况信息，经过判断、分析和决策，确定出所应做的操作。操纵车辆是一个自学习、自适应的过程，因此，智能车辆的研究主要是基于模糊控制理论、人工神经网络技术和神经模糊技术等人工智能的最新理论和技术开展研究工作的。【2】1.2概述我们设计的智能车在电路设计上做了一些改进和创新，摄像头采用OV7620摄像头，舵机和摄像头的机械结构也做了调整，使智能车能够满足高速运行的条件要求，具有良好的综合性能。本文先从总体上介绍了智能车的设计思想和方案选择，然后分别从机械、硬件、软件等方面的设计进行

7、论述，重点介绍了硬件电路的设计和路径识别的算法，接着描述了智能车的制作及调试过程，其中包含我们在制作和调试过程中遇到的问题及其解决方法，并列出了模型车的主要技术参数。13第二章智能车机械结构第二章智能车机械结构在小车的调试初期，由于速度较低，机械结构对小车的影响不是很明显，但当小车速度有了较大提高之后，机械性能对小车的影响越来越大，所以我们又重新调整了机械机构。根据本届赛道的特点，我们采用了低重心紧凑型的设计方案，并架高舵机以提高响应速度；各系统模块设计成面积较小方形电路板。同时固定摄像头传感器的材料我

8、们采用了质量较小，强度较大的碳纤维管。其整车布局如下图所示。图2-1车模整体结构2.1总体思路对于车模的机械调整，我们的入手方面为：(1)整车重量：由于大赛使用统一的电池和电动机及传动齿轮，并不允许使用升压电路对电机进行升压，故车模的输出功率是一定的，这也意味着更轻的车模质量将使车模拥有更为优良的加减速性能，不仅如此，车模的转向灵活性也会有较大的提高，所以，我们采用了碳素杆作为摄像头支架，并拆除了车体上一些不必要的部件以减少车体重量。(2)