文档介绍：第八届“飞思卡尔”杯全国大学生
智能汽车竞赛
技术报告
摘要
本文设计的智能车系统以MK60N512ZVLQ10微控制器为核心控制单元,通过CMOS摄像头检测赛道信息,提取赛道两边黑色引导线,用于赛道识别;通过欧姆龙编码器检测智能车的实时速度,使用PID控制算法调节驱动电机的转速和转向舵机的角度,实现了对智能车运动速度和运动方向的闭环控制。文章将从机械结构设计,硬件电路设计,软件算法设计以及调试经验等四个方面全面介绍智能车的制作及调试过程。
关键字:MK60N512ZVLQ10,OV7620,PID,飞思卡尔智能车
目录
摘要 III
第一章引言 1
智能车大赛简介 1
本组智能车制作情况概述 1
文献综述 1
本章小结 1
第二章系统总体方案设计 1
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整车效果图 1
本章小结 1
第三章智能车的机械结构设计 1
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舵机的安装 1
摄像头的安装 1
摄像头支撑杆的选择 1
摄像头固定 1
摄像头标定和矫正 1
编码器的安装 1
车身底盘的改进与固定 1
对光管的安装 1
整车效果图 1
本章小结 1
第四章智能车的硬件电路设计 1
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摄像头 1
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第五章智能车的软件设计 1
软件流程图 1
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原始图像的矫正 1
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图像采集流程图 1
PID 控制算法介绍 1
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PID参数整定 1
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本章小结 1
第六章智能车调试 1
IAR的在线调试 1
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第七章结论 1
智能车整体制作情况及技术参数 1
存在的问题及解决方案 1
心得体会 1
参考文献 I
附录 I
第一章引言
智能车大赛简介
教育部为了加强大学生实践、创新能力和团队精神的培养,在已经举办全国大学生数学建模、电子设计、机械设计、结构设计等四大竞赛的基础上,委托教育部高等学校自动化专业教学指导委员会举办每年一度的全国大学生智能汽车竞赛。
该赛事与教育部已经举办的四大竞赛一样,都是为了提高大学生的动手能力和创新能力而举办的,具有重大的现实意义。与其他大赛不同的是,这个大赛的综合性很强,是以迅猛发展的汽车电子为背景,涵盖了控制、模式识别、传感、电子、电气、计算机和机械等多个学科交叉的科技创意性比赛,这对进一步培养本科生获取知识、应用知识的能力及创新意识,具有重要意义。
本组智能车制作情况概述
根据竞赛规则及功能要求,本智能车以飞思卡尔公司的32位单片机MK60N512ZVLQ10为核心控制器,以CMOS视频传感器OV7620为核心传感器,在组委会提供统一车模平台上,构建完整智能车系统。智能车通过摄像头采集道路图像信息送入单片机,在单片机中对输入的原始图像信息进行处理,提取出赛道的特征信息,据此选择最优行进路线并进行速度的控制。整个系统设计包括车体机械结构设计和软/硬件系统设计。车体机械结构设计主要包括前后轮的调节、PCB板的布局、车身底盘的改装、图像传感器、舵机以及编码器的安装等;硬件电路设计部分主要包括:1) 用TPS7350和TPS79333作为核心芯片的稳压电路,可为系统的各功能模块提供了稳定、可靠的工作电源,为智能车的稳定工作提供了有力的保证;2) 采用数字摄像头OV7620对赛道进行检测,通过边缘搜线算法获得黑线位置。3) 速度传感器采用的是欧姆龙编码器,构成的测速部分,用以完成对速度的实时测量和反馈控制;
4) 用BTN7971搭建的电机驱动电路,驱动电机稳定快速的运行;软件系统设计完成了各功能模块的算法及程序设计,包括图像采集及滤波算法设计、搜索黑线算法及赛道中心求解算法设计以及舵机和电机的PID算法设计。本系统利用开发工具I