文档介绍：摄像头循迹智能平衡小车付国栋,胡健军,王杰(哈尔滨工程大学自动化学院哈尔滨黑龙江150001)摘要:D摄像头配合来实现在跑道上的自动循迹,识别黑白线,直道和弯道的加减速行驶。小车是机械系统与硬件系统配合软件系统实现运行的复杂整体,硬件系统有电源管理模块,最小控制系统模块,图像采集识别处理模块,陀螺仪加速度计角度测量模块,电机驱动模块,编码器测速模块;软件系统包括小车的直立平衡控制,速度与方向的PID控制,角度测量的卡尔曼互补滤波算法,信息(赛道图像,车轮转速)采集程序;机械系统方面,各模块的安装,优化改进也是摄像头循迹智能平衡小车平稳运行的关键部分。关键词:MK60DN512ZVLQ10微处理器,图像采集识别处理,PID控制,卡尔曼互补滤波SmartbalancedcaroftrackingbycameraFUGuodong,HUJianjun,WANGJie(CollegeofAutomation,HarbinEngineeringUniversity,Harbin,Heilongjiang150001)Abstract:Smartbalancedcaroftrackingbycamerarealizesautomatictrackinrunway,recognizesblackandwhiteline,,hardwaresystemandsoftwaresystem;thehardwaresystemhaspowermodule,minimumcontrolsystem,themoduleofgathering,recognizingandprocessingimage,elerometer,themoduleofdrivingmotor,themoduleofmeasuringspeedbyencoder;posedofuprightandbalancedcontrol’sprocedure,speedanddirection’sPIDcontrol’sprocedure,plementaryfilteringalgorithms,andprocedureofgatheringinformationliketherunway’simageandthewheel’’sinstallation,:MicroprocessorMK60DN512ZVLQ10,gathering,Recognizingandprocessingofimage,PIDcontrol,“飞思卡尔”杯智能汽车竞赛是以“立足培养、重在参与、鼓励探索、追求卓越”为宗旨,鼓励创新的一项科技竞赛活动赛。智能汽车竞赛的赛道路面为宽度不小于45cm的白色面板,赛道两侧边沿有宽为25mm的连续黑线作为引导线。参赛队员的目标是模型汽车需要按照规则以最短时间完成单圈赛道。本文结合我们小组参与“飞思卡尔”智能车的竞赛经历,讲述了摄像头循迹的智能平衡小车系统整体设计,制作及实现的整个过程,旨在探索实现小车平稳运行的更加合理稳定的机械结构,硬件电路和算法程序。,获得小车赛道边缘信息;通过采集陀螺仪加速度计姿态传感器的信号,经过互补滤波后,实时获得小车的倾角;通过光电编码器脉冲计数后,获得小车速度数据。通过微处理器对赛道图像的处理,对小车速度和方向的PID控制,最后输出PWM波控制直流电机,实现小车的平衡,转向,速度控制和智能循迹。在调试过程中,通过无线传输模块和上位机,获得小车倾角等状态数据。,良好的机械结构才能保证小车系统的稳定性和适应性,对平衡小车,机械要求更高。因此在设计小车硬件,软件系统之前,应对小车的整体结构有清晰的认识,分析结构特点,结合数学模型改善小车的结构。)车轮啮合调整。齿轮传动部分安装位置不恰当,会增大电机的驱动负载,影响小车的速度。调整原则:两传动齿轮的轴间保持平行,齿轮间的配合间隙要合适,过松容易打坏齿轮,过紧则增大电机的阻力,因此合适的啮合度至关重要,实际测试在70%左右。2)在赛道中设置有坡道,因此摄像头的安装位置不能过低,过低会造成信息采集的丢失。安装位置过高,在弯度比较大的赛道,会使小车受的离心力比较大,容易冲出赛道。调整方法:改变小车的倾角,在45度左右,降低小车的重心,增大小车