飞思卡尔智能车技术报告一例.docVIP

大学生智能汽车竞赛 技 术 报 告 队伍名 参赛队员： 引言 根据“飞思卡尔”杯全国大学生智能汽车竞赛比赛规则,本文设计了一种基于CMOS摄像头道路识别的智能车控制系统。本系统硬件方面包括：图像采集模块、车速检测模块、方向控制模块、动力驱动模块、单片机控制单元。软件方面包括：图像采集模块、图像识别模块、舵机控制模块、电机控制模块。该系统以飞思卡尔公司的16 位微处理器MC9S12XS128 为控制核心，应用BDM 在线调试，采用CodeWarrior 软件、串口调试等作为调试工具进行调试。 为了实现智能车自主的沿着道路黑线快速运行，我们使用CMOS摄像头对路面进行实时检测，单片机在获得摄像头图像之后，调用相应的图像处理程序，获得当前道路的偏移，并把这个偏移输出到舵机，根据这个偏移和速度编码器测得的车速决定出当前舵机应该摆的角度，再根据舵机摆角，计算出转弯半径，由离心力公式计算出当前的车速，最后由PID执行机构控制电机。 图像采集模块是决定智能车系统稳定性和可靠性的一个非常重要的因素。在本设计中我们使用了模拟摄像头作为图像输入，使用xs128内AD资源进行图像采集，使用我们自己研制的图象处理程序进行道路的分析和标志的检测。 前轮模块是整个车子机械性能的决定性因素，它的优劣对比赛成绩有关键性的影响。通过对前轮把模块的适当修改，使得整车的操控性能发挥到最好。后轮模块对车子的操控性能重要的影响在于加减速性能和差动系统，后轮模块对车子的加减速性能的影响是显而易见的在这里就不用多说了，差动系统决定着转向阻力，好的差动系统可以使得整车的转向角加速度很大，也就使得整车的转向更为灵活。 目录 引言 1 第1章 绪论 1 1.1 智能车发展历程 1 第二章 赛车技术方案及机械安装简介 2 2.3 CMOS传感器的设计安装 4 2.4 测速电机的安装与固定 4 第三章 赛车硬件系统设计 4 3.1系统设计要求 5 3.2 MC9S12DG128B模块的I/O分配 5 3.3各功能模块电路设计 6 3.3.1电源电路设计 6 3.3.2检测电路设计 8 电路工作原理 8 速度检测电路工作原理： 10 路程检测电路工作原理： 10 3.3.4 无线发送接口设计 11 第四章 赛车软件系统设计 12 4.1 软件系统概述 12 4.1.1方向控制算法 13 4.1.2 速度控制算法 13 4.1.3控制策略 14 4.1.4 防滑制动算法 15 4.1.5 记忆算法研究 15 4.2 各功能模块的算法实现 15 4.2.1 COMS视频成像原理 15 4.2.2 图像采集功能的设计 18 4.2.3 摄像头黑线位置识别 20 4.2.4 舵机转向的控制算法 21 4.2.5 速度PID控制算法 22 第五章 无线平台的设计 22 5.1平台概述 23 5.2 车载平台的设计 23 5.3 PC平台的设计 26 第六章 系统调试 27 6.1 视频模块的调试 27 6.2 速度模块的调试 27 6.3 转向模块的调试 27 6.4无线通讯模块调试 28 结束语 29 第1章 绪论 1.1 智能车发展历程 智能车的发展是从自动导引车（Automatic Guided Vehicle,AGV）起步的。AGV是指装有电磁或光学等自动导引装置，能够沿规定的导引路径行驶，具有安全保护及各种移栽功能的运输车辆。1913年，美国福特汽车公司首次将有轨导引的AGV代替输送机用到底盘装配上。1954年，英国采用在地板下埋线，组成了电磁感应导向的简易AGVS。AGVS（Automatic Guided Vehicle System）是指自动导引车（AGV）和地面导引系统组成的、进行物料搬运等作业的光机电一体化的系统。1955年，英国研制出了在生产线上实用的AGVS。1959年，在美国首先出现了应用AGV的自动化仓库。1982年，德国出现了第一辆无人叉车。1985年，计算机通讯。识别技术应用于AGVS。 在国内，北京起重机械研究所于1976年研制出了我国第一台AGV。1991年起，中科院沈阳自动化研究所研制了客车装配AGV系统。 随着科学技术的发展，许多新技术都应用到AGV或AGVS上。例如，激光技术的应用使AGV实现虚拟路径的导航和安全保护；无线局域网的应用使AGV的调度实时性更强，是AGV调度技术的一场革命；现场总线的应用使AGV的可靠性和可维护性得到提高，RFID的应用使AGV与地面系统的信息交互量更大。自适应性更强。 同时，随着智能交通系统研究的深入，无人驾驶智能车辆的研究也越来越受到人们的关注。 1.2 智能车竞赛介绍 为落实教育部关于“加强大学生工程实践、创新能力和团队精神培养”的精神，在已举办全国大学生数学建模、电子设计、机械设计、结构设