文档介绍：第十届“飞思卡尔”杯全国大学生
智能汽车竞赛
技术报告
学校:华北电力大学
队伍名称:华北电力大学摄像头一队
参赛队员: 徐海洲
舒向前
王润芳
带队教师: 王炳谦林永君
关于技术报告和研究论文使用授权的说明
本人完全了解第十届“飞思卡尔”杯全国大学生智能汽车竞赛关保留、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: 徐海洲
舒向前
王润芳
带队教师签名: 王炳谦
林永君
日期: 2015·8·8
摘要
本文设计的智能车系统以C型车模为平台,以MK60FX512VLQ15微控制器为核心控制单元,通过CMOS摄像头OV7725检测赛道信息用于赛道识别;通过光电编码器检测模型车的实时速度,使用PID控制算法调节驱动电机的转速和转向舵机的角度,实现了对模型车运动速度和运动方向的闭环控制。应用JLINK在线调试、采用IAR软件、无线串口、上位机等作为调试工具进行调试,进行了大量硬件与软件测试。实验结果表明,该系统设计方案确实可行。
关键字:MK60FX512VLQ15,OV7725,PID
目录
摘要 II
目录 I
引言 I
第一章系统总体设计 2
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第二章机械系统设计 3
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第三章硬件系统设计及实现 9
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第四章软件系统设计及实现 17
第五章模型车的主要技术参数 21
结论 22
参考文献 I
附录:程序源代码 II
引言
“飞思卡尔”杯全国大学生智能汽车竞赛是由教育部高等学校自动化专业教学指导分委员会主办全国大学生智能汽车竞赛。该竞赛以“立足培养,重在参与,鼓励探索,追求卓越”为指导思想,旨在促进高等学校素质教育,培养大学生的综合知识运用能力、基本工程实践能力和创新意识。智能车竞赛涉及自动控制、模糊识别、传感技术、电子、电气、计算机、机械与汽车等多个学科,为大学生提供了一个充分展示想象力和创造力的舞台,吸引着越来越多来自不同专业的大学生参与其中,激发了大学生的创新思维,对于其实践、创新能力和团队精神的培养具有十分最重要的价值。
随着科学技术的日新月异,智能控制的应用越来越广泛。智能车技术依托于智能控制,前景广阔且发展迅速。全国大学生“飞思卡尔”杯智能汽车竞赛包括光电组、摄像头组和电磁组,其中数摄像头组的智能车速度最快,备受关注。
本技术报告主要包括机械系统、硬件系统、软件系统等,详尽地阐述了我们的设计方案,具体表现在硬件电路的创新设计以及控制算法的方案。智能车的制作过程包含着我们的辛勤努力,这份报告凝聚了我们智慧,是我们团队共同努力的成果。
在准备比赛的过程中,我们小组成员涉猎控制、模式识别、传感器技术、汽车电子、电气、计算机、机械等多个学科,几个月来的经历,培养了我们电路设计、软件编程、系统调试等方面的能力,锻炼了我们知识融合、实践动手的能力,积累了丰富的实践经验,为以后的学****工作打下了坚实的基础。
第一章系统总体设计
智能车系统主要包括三个大部分,分别为车模总体机械结构、硬件电路系统、软件算法。
智能车系统的总体工作模式为:由CMOS摄像头OV7725拍摄赛道图像,输出硬件二值化后的黑白图像,将图像信息输入到MK60FX512VLQ15微控制器,进一步对主要的赛道信息作出判断,从而确定最优路径;通过光电编码器来检测车速,并采用MK60FX512VLQ15的输入捕捉功能进行脉冲计算获得速度和路程;舵机、电机均采用PID控制,通过PWM控制驱动电路调整电机的功率;而车速的目标值由默认值、运行安全方案和基于图像处理的优化策略进行综合控制。
根据智能车系统的基本要求,我们设计了系统结构图,如图 。
OV7725
上位机
光电编码器
MK60FX512VLQ15
舵机转向模块
电机驱动模块
图