全国智能汽车大赛-恩智浦杯-大连理工大学-汽车摄像头组.docx

Ⅱ

PAGEIII

目录

TOC\o1-3\h\z\u引言 1

第一章方案设计 2

1.1系统总体方案的选定 2

1.2系统总体方案的设计 2

1.3小结 3

第二章机械设计制作及调整 4

2.1机械结构制作部分设计 4

2.1.1摄像头的安装 4

2.1.2车模倾角传感器的安装 4

2.1.3测速传感器的安装 5

2.1.4电路板的安装 5

2.1.5电池安放 5

2.1.6舵机力臂的调整 5

2.2车模机械结构的调整与改装 6

2.2.1舵机改装 6

2.2.2底盘改装 6

2.2.3前轮定位 6

2.2.4车轮外倾角 7

2.2.5前轮前束 7

2.3智能车转向机构调整优化 8

2.4智能车重心位置的调整 9

2.5其它机械结构的调整 9

2.6小结 9

第三章硬件电路方案设计 11

3.1单片机最小系统模块 11

3.2电源模块 12

3.2.1电池使用 12

3.2.2稳6V电源模块 12

3.2.3稳5V电源模块 13

3.2.4稳3.3V电源模块 13

3.3电机驱动模块 13

3.4串口通信模块 14

3.5霍尔测速模块 14

第四章图像信息处理 16

4.1图像采集 16

4.1.1图像数据输出简介 16

4.1.2摄像头工作时序 16

4.1.2.1行中断时序 16

4.1.2.2场中断时序 17

4.1.3DMA简要介绍 17

4.2图像处理 18

4.2.1阈值的确定方法——硬件二值化处理 18

4.2.2采集图像思路 18

4.2.3图像处理思路 18

4.2.4图像校正 19

4.3小结 19

第五章特殊赛道识别及处理 20

5.1正常循迹 20

5.2障碍识别及处理 21

5.2.1障碍识别 21

5.2.2障碍处理 21

5.3起跑线识别及处理 22

5.3.1起跑线识别 22

5.3.2起跑线处理 22

5.4十字识别及处理 23

5.4.1十字识别 23

5.4.2十字处理 23

第六章控制策略研究 24

6.1PID控制 24

6.1.1PID算法简介 24

6.1.2PID参数整定 25

6.2舵机PD控制 26

第七章开发工具、制作、安装、调试过程 27

7.1调试过程 27

7.2调试上位机 27

第八章车模主要参数 28

8.1智能汽车外形参数 28

8.2智能汽车技术参数 28

结论 29

参考文献 30

附 录 31

PAGE47

引言

随着电子科技的不断发展，越来越多的智能设备设备开始进入到人们的生产生活中，嵌入式的迅猛发展为智能研究提供了更广阔的平台。在工业生产、科学探索、救灾抢险、军事等方面，人工智能发挥着越来越重要的作用，国外的几家著名跨国公司都推出了自己的无人驾驶汽车，因此，智能控制策略变得尤为重要。

“恩智浦”杯全国大学生杯智能汽车竞赛是国家教学质量与教学改革工程资助项目，以恩智浦半导体公司生产的8、16、32位单片机为核心控制模块，通过增加道路传感器、电机驱动电路、伺服系统以及编写相应程序，制作一个能够自主识别道路的汽车模型。该竞赛是涵盖了智能控制、模式识别、传感技术、汽车电子、电气、计算机、机械等多个学科的比赛，对学生的知识融合和实践能力的提高，具有良好的推动作用。

本文采用第十一届“恩智浦”杯全国大学生智能车竞赛的汽车模型作为研究平台，以32位单片机MK60DN512Z作为主控制单元，运用IAREmbeddedWorkbench软件作为开发工具进行智能控制策略研究。

道路信息检测模块普遍采用简单、速度快的数字类摄像头。本届车模后置双电机，因此需要对两个电机分别进行速度、方向检测，以及PID控制，车模转向采用S-D5官方指定伺服器。

电源模块设计中，采用美国芯源系统有限公司的开关稳压电源芯片MP1482作为稳压5V输出；采用美国芯源系统有限公司的开关稳压电源芯片MP1482稳压输出6V电压给舵机供电，采用TI公司TLV1117作为稳压3.3V输出，为单片机、摄像头、串口通信模块供电。

单片机软件算法部分为本文论述的重点，主要体现了智能车的智能控制策略，运用P