(第七届摄像头组河南工业大学笃行队技术报告.docVIP

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：河南工业大学 队伍名称：笃行队 参赛队员：郭玉峰 何立东 李广奇 带队教师：王 威 张 石  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于保留、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 本文介绍的是以MC9S12XS128为核心的智能车系统。该系统采用大赛组委统一指定的由东莞市博思电子数码科技有限公司提供的A型车模，以Freescale半导体公司生产的16位MC9S12XS128为核心控制器，采用OV7620数字摄像头采集道路信息，在CodeWarrior IDE开发环境中进行软件开发。整个系统涉及车模机械结构调整、传感器电路及电机驱动电路等辅助电路的设计、信号采集与处理、控制算法和策略优化等多个方面。为了提高智能车的行驶速度和系统稳定性与可靠性，设计了不同方案进行各项性能对比，结合PC平台及其它实验仪器进行了大量测试，并选出其中优秀方案反复进行了赛道测试，最后经过总结优化，确定了现有系统结构和控制方案。本系统通过数字摄像头进行赛道检测，识别赛道边缘黑线并拟合出赛道中心线，对舵机进行反馈控制，并通过速度传感器获取即时速度，运用PID优化算法实现速度控制。 关键词：智能车 MC9S12XS128 OV7620 PID 目录 第一章 引言 1 1.1 概述 1 1.1.1 智能车比赛简介 1 1.1.2 智能车比赛背景 1 1.2本文结构 1 第二章 车模整体设计 2 2.1 车模系统整体结构设计 2 2.2 硬件整体结构设计 2 2.3 软件整体结构设计 3 第三章 车体机械结构设计 6 3.1 舵机安装 6 3.1.1 舵机固定 6 3.1.2 连杆 7 3.2 摄像头安装 7 3.3 测速模块的调试及安装 8 3.4 前轮调整 9 3.5 整车重心调整 9 3.6 整车机械设计综述 10 第四章 控制电路设计 11 4.1 主板与电源 11 4.2 电机驱动 13 4.3 起跑线识别 14 第五章 控制软件设计 15 5.1 路径识别 15 5.2 PID控制简介 16 5.3 舵机控制 19 5.4 速度控制 20 第六章 上位机开发与调试 23 第七章 车模各项技术参数说明 26 第八章 结论 27 参考文献 28 附录 29  第一章 引言 1.1 概述 1.1.1 智能车比赛简介 “飞思卡尔”杯智能车竞赛是以智能汽车为研究对象的创意性科技竞赛，是面向全国大学生的一种具有探索性工程实践活动，是教育部倡导的大学生科技竞赛之一。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，激发大学生从事科学研究与探索的兴趣和潜能，倡导理论联系实际、求真务实的学风和团队协作的人文精神，为优秀人才的脱颖而出创造条件。 智能车比赛背景 随着技术的进步，智能控制的应用越来越广泛，几乎渗透到各个领域。智能车技术前景广阔且发展迅速。 面向大学生的智能车竞赛最早始于韩国，国内的全国大学生“飞思卡尔”杯智能汽车竞赛也已举办了六届，得到各高校师生的高度评价。 1.2本文结构 本文根据智能车的设计制作过程，安排全文的主体结构：引言、车模整体硬软件的总体设计思路、机械结构设计安装、电路设计安装、软件设计、整车调试、结论、附录等。 在报告书写过程中，将尽量突出制作过程中所遇到的问题及解决方法，配合图文详尽叙述小车的制作调试过程。  第二章 车模整体设计 2.1 车模系统整体结构设计 智能车系统的总体工作模式为：CMOS图像传感器拍摄赛道图像，然后给出图像数据信号，奇偶场信号、行同步信号输入到MC9S12XS128微控制器，进行图像处理获得主要的赛道信息；行驶过程中通过光电编码器来检测车速，光电编码器将检测到信号传输到十二位串行计数器CD4040，最后CD4040把计数值送到微处理器MC9S12XS128，再经过我们的微处理器的计算就可以得到智能车当前的运行速度；驱动电机采用 PID控制，通过PWM控制驱动电路调整电机的功率；转向舵机负责智能