摄像头_乐山师范学院明星电缆6队技术报告(2)

摄像头_乐山师范学院明星电缆6队技术报告

参考文献.......................................................................................................................................39

附录A...........................................................................................................................................40

摄像头_乐山师范学院明星电缆6队技术报告

第一章引言

这份技术报告中，包含了我们从认识智能车大赛到设计制作出整个智能车系统的全部心血，这份技术报告记录了我们对本项赛事的认识、选择传感器的依据、对车模的机械研究及改造、整体方案的形成、硬件电路的设计、程序算法、艰辛的调试过程以及车辆的参数，详尽地阐述了我们的思想和创意，具体表现在电路的不断改进、机械的成功改造以及算法的不断优化。这份技术报告凝聚了我们团队的劳动成果和智慧。

在准备此次比赛的过程中，我们不断补充各方面的知识，包括控制类、传感器技术、汽车电子、电气、计算机、机械结构等多个学科，这次比赛的整个准备过程对我们的各方面知识的融合、实践动手能力以及创新思维的培养都有极大的推动作用。

1.1概述

教育部为了加强大学生实践、创新能力和团队精神的培养，在已举办全国大学生数学建模、电子设计、机械设计、结构设计等4项竞赛的基础上，经研究决定，委托教育部高等学校自动化专业教学指导分委会主办每年一度的全国大学生智能汽车竞赛。

本届智能汽车竞赛所使用的B型车模是一款带有非常好的差速性能和减震性能的四轮驱动模型车，由组委会统一提供。比赛跑道为表面白色，中心有连续黑线或电磁线作为引导线，黑线宽为2.5cm。比赛规则限定了跑道宽度50cm和拐角最小半径50cm，赛道具体形状在比赛当天现场公布。各参赛队伍在严格遵守比赛规则的条件下，选择光电、摄像头、电磁三种检测道路信息方法之一来选择传感器，并设计了电机驱动、转向舵机控制以及控制算法，以简洁但功能完善为出发点，以稳定为首要条件，在最短的时间内跑完全程，并能检测赛道的起跑线自动停止在起跑线3m范围之内。

摄像头_乐山师范学院明星电缆6队技术报告

第五届全国大学生智能汽车邀请赛技术报告

1.2文献综述

智能车大赛所涉及到的知识面非常广泛，通过指导老师的引导，智能车官方网站和上届师兄的介绍、以及在各论坛与网友进行交流学习，我们对所阅读的文献进行了一下总结，将文献中所受到的启发进行了以下重点总结。

X12单片机开发资料

从Freescale公司官方网站，下载得到X12单片机开发技术手册。仔细阅读各个功能模块文件，了解所有寄存器功能。配合比赛组委会发送的《单片机嵌入式应用的在线开发方法》和自己从网上买的《Freescale9S12十六位单片机原理及嵌入式开发技术》，熟悉X12单片机的内部结构，具备了开发所需要的基本知识。

智能车制作知识

一辆完整的智能车如何制作刚开始我们完全不知道，通过阅读从网上购买的《学做智能车》一书，又通过网络查询一些相关资料，以及不断阅读上届师兄们的技术报告以及其他强队的技术报告，对整个制作过程有了一定的了解，对制作智能车制作有了一些理论知识的积累。

控制算法

关于控制算法的文章很多，对于此次比赛，重点在于速度的提高，所以我们控制车在不掉出赛道的情况下走最短路线作为最佳路线，因此在阅读这些文献时，重点参考模糊控制和算法容易实现方面的内容。还从网上下载了很多强队的车子在比赛中的视频，研究他们走的路线，综合这些强队优点我们有的放矢，在转角控制中力求最佳路线。

1.3本文结构

本篇技术报告采用先总后分的写法，先对系统总体设计思路进行介绍，然后分别对各部分个模块进行介绍，突出强调了车模的机械改造、硬件电路设计

摄像头_乐山师范学院明星电缆6队技术报告

第一章引言

和软件编程。

本文除引言外有6个章节，第一章为引言，第二到六章为主体部分，对机械、硬件和软件设计进行了详细介绍，并对调试方法和调试过程进行了说明；第七章为总结，主要说明一下我们在设计过程中遇到的问题和解决办法，以及还存在的问题和心得；最后附上软件代码。

摄像头_乐山师范学院明星电缆6队技术报告

第二章系统设计

2.1系统方案介绍

智能车系统采用飞思卡尔16位单片机MC9S12XS128为核心控制单元，由CCD摄像头负责采集信号，摄像头拍摄赛道图像并以PAL制式信号输出到信号处理模块进行片外AD转换并同时进行视频同步信号分离，分离出场同步信号，行同步信号，奇偶场信号。经AD转换后的数据和同步信号同时输入到S12X控制核心，进行进一步处理以获得图像信息；通过光电

编码器来检测车速，并采用S12X的输入捕捉功能进行脉冲计数计算车模的当前速度和行驶路程；以处理后的信号为依据控制PWM发生模块发出PWM波，通过输出不同占空比分别对转向舵机、直流电机进行控制，完成智能车的转向前进和制动。

为了使智能车能够快速行驶，制定控制策略时必须把路径的判断、相应的转向伺服电机控制以及直流驱动电机的控制精密地结合在一起。不论是CCD部分数据的错误采集和识别，还是转向伺服电机控制的失当，都会造成模型车严重抖动甚至偏离赛道；如果直流电机的驱动控制效果不好，还会造成直线路段速度上不去，或弯曲路段入弯速度过快而使智能车冲出赛道等问题。

2.2系统总体结构

系统结构图：

按照预先的设计，我们设计了整个系统的结构图。系统力求简单高效，在满足比赛要求的情况下，使硬件结构最简单，减少因硬件而出现的问题。系统结构图如图2.2.1

摄像头_乐山师范学院明星电缆6队技术报告

第二章系统设计图2.2.1

摄像头_乐山师范学院明星电缆6队技术报告

第五届全国大学生智能汽车邀请赛技术报告

本硬件系统主要由几个部分组成：

（1）中央处理器单元

此次我们使用的核心单片机是MC9S12XS128,是飞思卡尔公司的MC9S12系列之一。内部Flash高至128KB，拥有2组各8路10位A/D、16路I/O口，有功能强大的8位PWM输出共8路，以及8路16位增强型定时器（ECT）。通过对时钟合成寄存器和时钟分频寄存器的设置，我们将单片机的时钟频率提高到64MHz，经长期验证，在此频率下X12单片机任然能稳定工作！该单片机功能强大，完全能够胜任小车的检测和控制功能。所以我们使用了以S12X为核心的最小系统板！

（2）传感器模块

传感器我们选择了摄像头，摄像头将路况信息传至单片机，从而用单片机来控制车模稳定前行。

（3）电源模块

为单片机和各个电路模块提供稳定电源，保证各模块正常工作。

（4）舵机驱动模块

对模型车上的舵机进行驱动，达到快速准确控制赛车方向。

（5）电机驱动模块

对模型车上的电机进行驱动，控制赛车的速度。

（6）速度检测模块

对模型车的速度进行检测，实现闭环控制，以便调整弯道和直道的速度，从而提高平均速度，使小车能更快的跑完全程。

摄像头_乐山师范学院明星电缆6队技术报告

第三章机械结构设计

由于今年摄像头组合光电组更换了车模，所以对于车模的机械结构我们都比较陌生，对该车模的机械构造的研究花了不少时间，在比赛备战之初，我们就对该 …… 此处隐藏：2892字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……