第六届飞思卡尔智能车东北大学-猎豹二队技术报告.docVIP

第届全国大学生“飞思卡尔”杯 智能汽车竞赛 技 术 报 告 学 校： 东北大学 队伍名称： 参赛队员： 带队教师： 关于技术报告和研究论文使用授权的说明 本人完全了解第届全国大学生“飞思卡尔”杯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： 目录 目录 III 第一章 引言 - 1 - 1.1 课题背景与意义 - 1 - 1.2 智能车竞赛国内外现状 - 2 - 1.3 智能车竞赛的发展趋势 - 3 - 1.4 竞赛相关规则简介 - 3 - 1.5 技术报告的结构 - 4 - 第二章 MC9S12XS128单片机 - 6 - 2.1 单片机功能概述 - 6 - 2.2 主要模块介绍 - 8 - 2.2.1 PWM模块 - 8 - 2.2.2 时钟产生器模块 - 10 - 2.2.3 定时器/计数器模块 - 11 - 2.2.4 SCI异步串行通信模块 - 11 - 2.2.5 I/O口模块 - 12 - 2.2.6 SCI模块 - 13 - 2.3 本章小结 - 14 - 第三章 智能车系统架构及硬件电路设计 - 15 - 3.1 系统方案设计 - 15 - 3.2 电路设计及外部模块 - 16 - 3.2.1 电源部分设计 - 17 - 3.2.2 视频信号采集电路设计 - 18 - 3.2.3 动态镜像阈值电路的设计 - 19 - 3.2.4 电机驱动电路设计 - 19 - 3.2.5 串口调试模块 - 20 - 3.2.6 转速测量模块 - 20 - 3.3 车体机械结构调整 - 21 - 3.3.1 前轮调整 - 21 - 3.3.2 悬挂调整 - 23 - 3.3.3 舵机改装 - 24 - 3.4 本章小结 - 25 - 第四章 视频信号采集与图像处理 - 27 - 4.1 摄像头工作原理 - 27 - 4.2 程序整体框架 - 28 - 4.2.1 软件结构 - 28 - 4.2.2 开发环境 - 30 - 4.3 动态阈值的二值化 - 31 - 4.4 摄像头信号采集 - 32 - 4.4.1 采集分析 - 32 - 4.4.2 采集时序 - 32 - 4.4.3 采集程序 - 36 - 4.5 图像信息畸变的矫正 - 36 - 4.6 提取黑线 - 41 - 4.6.1 提取方法 - 41 - 4.6.2 虚线处理 - 43 - 4.7 本章小结 - 44 - 第五章 控制策略及算法 - 45 - 5.1 舵机转向控制策略 - 45 - 5.1.1 舵机控制思想 - 45 - 5.1.2 优化赛车走线 - 48 - 5.2 改进的速度控制策略 - 50 - 5.2.1 常规PID调节 - 50 - 5.2.2 加减速改进 - 52 - 5.3 改进的速度给定调节策略 - 53 - 5.4 后轮差速控制策略 - 54 - 5.5 调试平台 - 55 - 5.6 本章小结 - 58 - 第六章 结论 - 59 - 参考文献 - 61 - 引言 课题背景与意义 飞思卡尔智能车竞赛是教育部正式承认的一项正规大学生竞赛，起源于韩国。2000年，韩国汉阳大学汽车控制实验室在飞思卡尔半导体公司资助下举办了一次以 HCS12单片机为核心的大学生课外科技竞赛。组委会提供一个标准的汽车模型、直流电机和可充电式电池，参赛队伍要制作一个能够自主识别路线的智能车，在专门设计的跑道上自动识别道路行驶，谁最快跑完全程而没有冲出跑道并且技术报告评分较高，谁就是获胜者。制作智能车涉及控制、模式识别、传感技术、汽车电子、电气、计算机、机械等多个学科，对学生的知识融合和实践动手能力的培养，对高等学校控制及汽车电子学科学术水平的提高，具有良好的长期的推动作用。 图1.1 第届智能车竞赛决赛参赛车辆2005年11月，中国高等学校自动化专业指导分委员会与飞思卡尔半导体公司签署了双方长期合作协议书。首届智能车竞赛于2006年8月20日在清华大学进行，共有来自全国57所高校的112支参赛队参加。第届比赛。 图1. 第届智能车竞赛决赛 全国大学生智能车大赛和其他竞赛一样，为了培养大学生实践创新能力和团队精神开展的。该项赛事与全