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上海交通大学 电子信息与电气工程学院 科技创新【3】 实验报告 项目名称：计算机控制小车走迷宫 组号：M25组 组长：甄卓 组员：殷洁 赵贤 张兴赞 日期：2010年7月13日 目录 一．组员介绍 二．项目简介 三．整体结构说明 四．具体实现 1. 硬件部分介绍 2. 软件部分介绍 3. 系统运行图 五．心得与总结 六．致谢 七．附录 1．系统使用说明 2. 程序源代码及可执行文件 3. 单片机程序源代码及hex文件 4. 系统电路图 5. 参考资料 6. 网页版实验报告链接 一．组员介绍 组长：甄卓 学号：5080309447 班级：F0803011 负责任务：关注讨论区，图像处理，领导组员讨论，分配工作，组员评定等等。 组员：殷洁 学号：5080309443 班级：F0803011 负责任务：单片机编程，硬件调试，烧录程序，串口通信调试，网页报告制作等等。 组员：赵贤 学号：5080309445 班级：F0803011 负责任务：迷宫制作 组员：张兴赞 学号：507130905 班级：F0803011 负责任务：迷宫路径算法。最终调试。调试设备准备等等。 二．项目任务目标：： 单片机控制的小车 USB转RS232串口线 计算机 摄像头 完成情况：自我评价： 整体结构说明 如下图所示，首先用摄像头采集迷宫的图像，然后对迷宫的图像进行处理，把彩色的迷宫图像用OPENCV转化成二值图，也就是单通道的黑白图像，这是用来和计算迷宫路线的算法匹配的。 计算出了小车在迷宫中的行进线路之后，用摄像图采集小车的实时动态的位置，仍通过OPENCV对小车周围的迷宫环境进行处理，区分清楚可以行进的区域和障碍区域，由不同区域的形式通过计算机算法判断出小车此时应该进行的动作，也就是说应该左转还是右转还是前进，由计算机发出指令控制小车的动向。计算机发出的指令需要转换成小车能够识别的信号才能控制小车的运行，此时就需要把软件和硬件结合起来。所以与此同时我们还要进行硬件的调试。除了把小车上的线路连接好之外，我们还需要把信号控制的程序输入小车上芯片，该芯片把计算机传送过来的信号转化成小车能够识别的电信号来控制发动机的转动方向和转动速率从而控制小车的前进后退和左右转向。 四．具体实现 1. 硬件部分： 小车，单片机芯片，笔记本电脑，USB转串口RS232通信电缆。 1）检查 ?? a.检查电路板是否装配正确 ???b.检查电源线是否连接正确???c.检查电路是否存在短路现象 ???d.检查下载线是否安装正确 本实验使用数字万用表来检测电路，将万用表调至欧姆档，点击Range按钮使万用表左上角出现标志，当万用表红线与黑线接触时,万用表会发出警报声表示短路。 将万用表红线与小车电源红线接触，万用表黑线与小车电源黑线接触，如果万用表发出报警声，说明小车存在短路现象，请重新检查电路。 点击按钮+VSET，输入电压8V，点击ENTER，需要接通电路时点击OUTPUT 红色+所标位置为小车正极,与电压源+端相连；黑色-所标位置为小车负极,与电压源COM端相连 此串口线将增加电脑一个COM口，根据电脑的不同，初始被赋予的COM口地址也不同，可以在设备管理器中对端口地址进行查找。 对于电脑与小车进行串行通信来说该线是透明的。其USB端接电脑，TxD接无线发送模块的数据端，Vcc与发送模块Vcc相连，GND与发送模块GND连接。 具体的接线方法就是：该线的白色（TXD）和黑色（GND）接入小车的RXD脚和GND脚(在单片机小板上有字标明) 即可建立小车和计算机的串行通信。 编程语言：C++语言编译工具：OpenCV其他：WebCam(USB视频捕捉函数库) 1.获取摄像头采集的迷宫照片，经过透视变换后生成正俯视图，平滑、二值化后生成二值化图片，通过鼠标指定入口和出口。 2.根据二值化的迷宫和入口出口，按广度优先有哪些信誉好的足球投注网站算法计算出一条最短路径，并在图上显示出来。 优3.通过设定小车为ROI区域，采用camshift算法实时跟踪小车位置，根据找到的最路径发指令，使小车走出迷宫。 软件部分我们用的是opencv，比较容易实现，功能强大。 迷宫算法 根据二值化后的迷宫，维护一个0/1的width×length的矩阵【注意openCV里面黑色为1，白色为0】，生成4×4总共16格的迷宫，这样x方向的步长为图片的width/4，y方向的步长为图片的length/4，鼠标设定的出入口需要使用下面的函数“中心化” void Maze::Center(CvPointp) { //Notice that the brackets () make the intension more clear here p.x = (p.x / step_x)