基于线性CCD的自主行驶小车系统的的设计 毕业的设计.docVIP

摘 要 本文主要设计制作一辆基于线性CCD自主循迹行驶的智能车,采用飞思卡尔半导体公司生产的32位单片机MK60DN512VLQ10作为核心处理器，主要通过TSL1401线性CCD采集赛道的一维图像信息，反馈给单片机控制舵机转向，电机调速，使小车按照事先架设好的跑道自主行驶，并且能通过ST188红外对管识别出终点（）自动停车。TSL1401线性CCD模块、电源管理模块、电机驱动模块、OLED人机交互模块、光电对管模块以及电机、舵机和编码器组成。软件系统主要由IAR进行开发，控制算法主要采用PID控制。 关键词 智能车；线性CCD；PID Abstract This paper mainly introduces the design about a smart car with automatic tracking function based on linear CCD.The control system uses the Freescale Semiconductors 32-bit microcontroller MK60DN512VLQ10 as the core processor.The TSL1401 linear CCD acquires one-dimensional image information, which is feedbacked to The MCU.Then the MCU controls servo’s direction, motor’s speed, so the car can automatically drive in accordance with beforehand track,identify the end(the black line vertical with sideline) and stop automatically by the ST188. The hardware system includes a microcontroller module,a TSL1401 linear CCD module,a power management module, a motor drive module, two OLED modules, four photoelectric tube modules，a motor, a servo and a encoder. The software system is developed by IAR and the control algorithm mainly uses PID control. Key words Smart Car; Liner CCD; PID 1.　引言 汽车行业的发展已经超过了100多年，自1980年以来，智能理论控制技术在交通运输工程中已经被越来越广泛的运用，智能汽车的概念在这一背景下也就相应产生和发展[1]。 随着科学技术与现代汽车工业的结合发展，两者的产物“智能汽车”能像机器人一样，可以自动地进行环境的感知，规划和决策的运行控制[2]。智能车系统是一个综合多技术领域系统，其包含了自动控制、模式识别、传感技术、电子、电气、计算机、机械与汽车等多个学科专业[3]。因此，对智能车技术的研究能够促进计算机技术、车辆控制理论、摄像头[4]等多传感器信息融合技术等技术的快速发展；可以提高车辆的控制能力和辅助驾驶水平，对优化交通设施，缓解和改善交通问题具有积极的意义；改善工业人员工作环境，提高安全系数，同时还可以提高工业的智能化水平，提高产量。为人类的生产生活带来越来越多的便利，使人类的生活质量越来越高。 智能车最大的要求就是能够自动循迹，像全国“飞思卡尔”杯智能车比赛、瑞萨杯智能车比赛等比赛都是要求智能车能够自动循迹。而光电传感器的选用在自动循迹智能车系统中更是一个关键的问题。传统的红外对管，激光管在前瞻和稳定性方面都存在一定的缺陷[5]，线性 CCD是新兴的光电传感器，第八届全国飞思卡尔杯智能车比赛中就对TSL1401线性CCD传感器进行了第一次使用，与传统的红外对管，激光等光电传感器相比，线性CCD具有很多优点，尤其是在线性度和图像均匀性等方面，采集到的数据便于单片机处理。实验表明，线性CCD的前瞻比较远，能达到1.2米左右。随着对智能车辆速度增加的要求，需要跟踪处理越来越多路况，如路口，避障等。对于以上的情况，线性CCD能够利用其本身的特点有效的予以解决，尤其是在对于智能车辆的提速问题上。随着线性CCD技术的不断提高与发展，线性程度自然会持续提高，提取的图像信息会变得更加的稳定有效，前瞻会变得更宽更远，因此必定会加快推进智能车速度提高的进步[6]。本智能车系统