文档介绍：第七届“飞思卡尔”杯全国大学生
智能汽车竞赛
技术报告
学校: 陕西理工学院
队伍名称: 陕理工摄像头1队
参赛队员: 李刚
贾鹏
刘俊刚
带队教师: 刘沛
马帅旗
关于技术报告和研究论文使用授权的说明
本人完全了解第七届“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:
带队教师签名:
日期:
摘要
本文详细介绍了我们队为第六屇Freescale 智能汽车大赛而准备的智能车系统方案。该方案以Freescale 公司的MC9S12XS128 单片机作为系统的控制核心,采用OV7620 数字摄像头采集赛道信息,根据采集到的数据信息分析行驶路径以及用光电对管对起跑线进行检测停车。采用PD 算法对赛车的舵机和直流电机进行闭环控制,并根据跑道的弯曲程度采用不同的控制策略。在机械结构方面,通过对赛车前轮定位参数的优化,底盘的降低和对舵机输出力臂的加长,进一步提高了赛车的性能。在赛车的调试方面,通过采用无线串口模块、LED 状态指示灯和遥控停车1 等,大大方便了算法调试和加快了调试进度。经过实际测试,整个赛车系统能在规定的跑道上稳定地行驶。在文中将介绍系统的整体方案,具体模块的软硬件设计,机械改造,以及调试等内容。
关键词:智能车、寻线、中线扫描、S12 单片机、图像采集、PID
目录
第一章引言 1
1
1
第二章系统方案设计 2
2
2
第三章模型车机械设计说明 3
3
4
4
5
6
7
第四章硬件电路的设计 9
CPU选型 9
10
11
13
13
14
第五章软件系统设计与实现 15
MC9S12XS128MAA单片机的应用概述 15
16
18
PID控制 25
第六章调试软件 28
28
MultiViewer 28
30
第七章结论 31
致谢 33
参考文献 34
附录A 源程序代码 35
第一章引言
大赛背景
“飞思卡尔”杯智能汽车竞赛是教育部高等学校自动化专业教学指导分委员会主办,飞思卡尔半导体公司协办,以“立足培养、重在参与、鼓励创新、追求卓越”为口号,为提高大学生的动手能力和创新能力而举办的。大赛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。
我们智能车的制作从2012 年2 月到2012 年8 月,倾注了队员的汗水和心血。使用大赛组委会统一提供的A 型车模,以飞思卡尔公司提供的MC9S12XS128 单片机为核心控制器,设计了由CMOS 摄像头识别赛道信息,能自主循线,使用PID 调速控制算法的智能车。
在制作小车的过程中我们认真分析了机械结构,并进行了局部改动,通过平时的实验和理论分析最终确定了智能车的硬件电路和软件控制策略等。从中我们学到了很多的知识,也提高了动手能力。
技术报告内容安排说明
本技术文档的正文部分大致分为七个部分:第一章,引言部分,介绍比赛背景,
技术报告内容安排说明,智能车制作情况等。第二章,赛车整体设计,从硬件及软件方面简单的介绍了赛车结构。第三章,赛车机械结构调整,具体介绍了对赛车各个机械部分的调整,使其达到最佳状态。第四章,智能车硬件电路方案的选取,介绍了BTN7960B 驱动模块,电源管理模块以及停车检测等。第五章,软件系统设计与实现介绍了软件系统流程图,摄像头采样, 黑线识别,起跑线识别,舵机PD 控制,电机控制等的阐述和分析。第六章,系统调试。第七章,总结,对智能车整体上的阐述以及存在的不足及参赛队员的心得感想。
第二章系统方案设计
摄像头方案的选择
D 摄像头优点是成像质量好,特别是动态效果比CMOS 摄像头的效果要好很多。D的成像往往通透性、明锐度都很好,色彩还原、曝光可以保证基本准确。D 摄像头的功耗比CMOS 摄像头要高,工作电流有100mA左右。而且需要12V升压电路,功