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第九届“飞思卡尔”杯全国大学生 智能汽车竞赛 技 术 报 告 基于PID算法的图像处理智能车控制系统设计 学 校：南阳理工学院 队伍名称：南工五队 参赛队员：魏万里 李柯磊 李波波 带队教师：高有堂 徐源 关于技术报告和研究论文使用授权的说明 本人完全了解第九届“飞思卡尔”杯全国大学生智能汽车竞赛有关保留、 使用技术报告和研究论文的规定，即：参赛作品著作权归参赛者本人，比赛组 委会和飞思卡尔半导体公司可以在相关主页上收录并公开参赛作品的设计方 案、技术报告以及参赛模型车的视频、图像资料，并将相关内容编纂收录在组 委会出版论文集中。 参赛队员签名： 魏万里 李柯磊 李波波 带队教师签名：高有堂 徐源 日 期：2014.08.15 目 录 第一章 引言 1 第二章 系统控制策略 1 2.1 智能车系统控制的特点 1 2.1.1 转弯的控制 2 2.1.2 车速的控制 2 2.2 智能车系统控制方案的设计…………………………………………………………………………………2 第三章 智能车机械系统设计与实现 3 3.1 车模参数 3 3.2 车轮的安装 4 3.3 摄像头的安装 5 3.4 陀螺仪的安装 5 3.5 其他 6 3.6 小结 7 第四章 智能车硬件电路设计 7 4.1 单片机最小系统 7 4.2 电源管理 8 4.3 图像处理电路 9 4.4 电机驱动电路 11 4.5 拨码开关与按键 11 4.6 测速模块 12 4.7 起跑线检测 12 第五章 软件设计 12 5.1 软件系统设计 13 5.2 PID 控制算法简介 13 5.3 电机控制算法 14 第六章 总结 15 第七章 车模规格 15 附录………………………………………………………………………………………………………………………………….18 1 第一章 引言 智能汽车比赛关键就是能以较快的速度在符合组委会规定下完成比赛，由 此我们把小车重要控制模块分为三类：环境感知系统、自主决策系统、操作执 行系统。这三个组成部分相互联系、相互制约，共同完成控制任务。 环境感知系统：主要包括感知路面信息的传感器和感知车体状态的传感器。 我们选用CCD摄像头获取赛道信息使用编码器获取车体当前速度。 自主决策系统：通过对单片机的编程来实现决策控制。 操作执行系统：即硬件系统，主要是相关驱动电路。 三个系统相互合作，帮助小车跑的更快更好。 比赛要求在组委会提供统一智能车竞赛车模下选用飞思卡尔公司的指定控 制芯片，该车选用32 位微处理器MK60DN512VLQ10 为控制核心，应用BDM 在线 调试，采用 IAR 软件、无线串口、红外遥控等作为调试工具进行调试，制作出 一个能够自主识别路线的智能车，它将在专门设计的跑道上自动识别道路来行 驶。比赛要求在不违反大赛规则的情况下以最短时间完成单圈赛道竞速。