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科技创新（2B）设计报告 项目名称：计算机控制小车走黑线 小组编号：M08 组员：曾军栋，张成博，苗博，王天安 小组成员信息： 姓名 班级 学号 联系方式 曾军栋 F0903015 5090309422 zj163.com 张成博 F0903014 5090309407 苗博 F0903015 5090309412 397008907@ 王天安 F0903015 5090309427 3056097@ 分工安排情况： 曾军栋：组织工作和图像处理程序的编写，跑道的制作，报告的撰写， 全程参与。 张成博：图像处理程序、单片机程序的编写，硬件的调试与改进。 苗博：单片机程序的编写，跑道的设计与制作，硬件的调试，报告的撰写。 王天安：跑道的制作，材料的购买，小车外壳的制作，网站的设计， 硬件的调试。 工作照： 图0 项目介绍： 本项目设计实现小车在计算机控制下沿着制定的黑线路线运行到终点。计算机与摄像头相连，监控小车位置，通过图像处理算法，对小车发布运动指令。计算机与小车之间的通信为串行通信（有线）或无线方式。二我们组选择有线控制方式。计算机控制小车沿黑线向前走，以最快速度到达终点（总长5M，转弯小于45度。小车以ATMEL公司的AT89S52芯片为核心，通过计算机用VC++与OpenCV处理采集到的图片判断小车及路线下一个目标点的位置信息，计算并按照合适的路线，并发送指令，通过串口线传输到小车控制其动作，使之沿着路线行走（或者转弯）到下一个目标点，以此类推，最终达到终点。（附小车图） 图1 完成情况： PC端程序可以采集实时图像，可以识别黑线构造并将其抽象化为计算机可以处理的形式，并通过路线结构计算出最优路径，并基本可以控制小车在最优路径上行走。小车可以流畅接收PC端的指令并通过单片机和控制芯片完成前进、后退、转弯等操作。迷宫总共有四个弯，复杂度可以，小车车壳采用两种颜色美观精致。经过测试后，小车可接受计算机指令，基本能较顺利地沿着黑线走到终点。 目录 1. 项目整体介绍 - - 2. 硬件部分 - - 2.1概述 -- 2.2主要原器件 - - 2.3通信功能的实现 - - 2.4硬件调试过程 - - 3. 软件部分 - - 3.1. PC端软件 - - 3.1.1 图像处理 - - 3.1.2计算路线和控制小车 - - 3.2单片机端程序 - 1- 4. 项目总结与心得 - 1- 5. 致谢 - 1 - 图2 项目整体介绍 项目实现如下：(1).由USB接口摄像头实时捕捉黑线的路径情况，通过USB线缆传送至PC端控制软件 图3 (2).经过对轨道的透视处理、二值化、细化、hough变换得到符合要求的路线 。 图4 (3).放上小车，软件经过计算，做出下一步的行动决策，并生成控制信号经通讯模块发送至小车。 图5 (4). 小车上的控制电路对控制信号作出相应反应，驱动电机。 (5).如此反复直至计算机控制小车走到黑线终点。 硬件部分 2.1概述 图6 上图为电路原理图，其中Power Part为电源部分，Motor Part为电机控制部分，MCU Part为单片机控制部分。单片机AT89S52芯片为微控制器，L298N为电机控制芯片。 2.2主要原器件 AT89S52微控制器芯片 AT89S52是一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K 在系统可编程Flash 存储器。AT89S52使用Atmel公司高密度非易失性存储器技术制造，与工业80C51产品指令和引脚完全兼容。片上Flash允许程序存储器在系统可编程，亦适于常规编程器。在单芯片上，AT89S52拥有灵巧的8 位CPU和在系统可编程Flash，使得AT89S52为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案。AT89S52具有以下标准功能： 8k字节Flash，256字节RAM，32 位I/O 口线，看门狗定时器，2 个数据指针，三个16位定时器/计数器，一个6向量2级中断结构，全双工串行口，片内晶振及时钟电路。另外，AT89S52 可降至0Hz 静态逻辑操作，支持2种软件可选择节电模式。空闲模式下，CPU停止工作，允许RAM、定时器/计数器、串口中断继续工作。掉电保护方式下，RAM内容被保存，振荡器被冻结，单片机一切工作停止，直到下一个中断或硬件复位