基于单片机的智能循迹小车2016计算机作品大赛作品---答辩PPT.ppt

作品背景 智能车辆也叫无人车辆，是一个集环境感知、规划决策和多等级辅助驾等功能于一体的综合系统。它集中运用了计算机、现代传感、信息融合、通讯人工智能及自动控制等技术，是典型的高新技术综合体。智能车辆在原车辆系基础上主要由计算机处理系统、摄像机和一些传感器组成。摄像机用来获得道图像信息，车速传感器用来获得车速，障碍物传感器用来获得前方、侧方、后障碍物信息等，然后由计算机处理系统来完成对所获图像、信息的预处理、增与分析识别工作，并对车辆的行驶状况做出控制。智能车有着十分广泛的应景，许多国家都在积极进行智能车辆的研究，最典型的运用就是在智能运输系统ITS上的应用。智能车辆在物流、军事等众多领域都有很广的应用前景。 主要内容： 作品简介 1 循迹小车总体设计 2 循迹小车硬件设计 3 循迹小车软件设计 4 总结 5 作品简介: 跑道信息采集， 并传到核心芯片处理 芯片处理采集 到的信息并将处理结果 传递到驱动控制模块 接收处理后的信号，控制车身 通过驱动模块进行对驱动电机和舵机的控制。使得车身在单片机的控制下前行、停止、转向等。 单片机经过A/D转换后通过对电压进行比较，识别出黑线的位置，同时接收编码器传递的信号。进行综合处理，并对控制模块传递控制信号。 加载CCD红外探测头，采集跑道的信息。传感器对赛道（白色）和引导线（黑色）的信息进行采样后，以电压的形式送给单片机。 此作品本次设计的智能车在行进的过程中，利用了红外传感器采集路面信息，得到的数据送到单片机进行A/D转换，单片机根据转换后的数据，通过PWM波控制舵机的转动，通过Kinetis ARM Cort x-M4 K60-144 pin控制电机的转动，以达到自动寻迹的目的。 循迹小车其他特点: 1 车身采用C型车模。拥有双驱动电机，车轮摩擦力相对较大。同时采用小型号的车轮使得对车轮的控制力大大提升，车身更稳定。 2 循迹小车的另一个特点是高度自动化，可以自行根据跑路况进行综合判断依据程序计算下一步车身如何进行运转。完全不需要认为进行干预。 3 电源采用标准车模用 7.2V 2000mAh Ni-cd 蓄电池进行电压调节。其中，单片机系统、路径识别的光电传感器和接收器电路、车速传感器电路，LCD 显示电路，需要 5V 电压，伺服电机工作电压范围 4.8V 到 6V。 循迹小车总体设计: 循迹小车控制系统结构框图 本系统采用简单明了的设计方案。传感器对赛道（白色）和引导线（黑色）的信息进行采样后，以电压的形式送给单片机，单片机经过A/D转换后通过对电压进行比较，识别出黑线的位置，以控制舵机的转动。同时通过驱动模块对驱动电机进行控制。 硬件设计: 1 主芯片采用K60芯片，K60系列MCU具有IEEE1588以太网、全速和高速USB2.0 OTG、硬件解码能力和干预发现能力。具有良好的性能。 2 图像探测传感器采用CCD光电传感器，这种传感器具有灵敏度高、图像解析度高、噪点低等特点。速度传感器采用获取信息准确，精度高，搭建容易的光电编码器 3 车身驱动采用双电机驱动，使得机身转向控制力得以提升，同时采用舵机转向的方式。舵机用于控制行进方向可以提供极高的准确性。 作品实物图 舵机控制电路: 1 此模块拥有S12 脉宽调制模块有 8 路独立的可设置周期和占空比的 PWM通道，每个通道配有专门的计数器。该模块有 4 个时钟源，它们为 PWM 波的设置提供了宽阔的频率范围。 2 通过该模块内寄存器可设置 PWM 的使能与否，每个通道的工作脉冲极性，每个通道输出的中间还是左对齐方式，时钟源，使用方式（是作为八个 8 位精度通道还是四个 16 位精度通道）。该模块还有紧急关闭功能。 舵机控制电路图 循迹传感器: 1 摄像头视频信号端接 LM1881 的视频信号输入端，同时也接入 S12 的一个 AD 转换器口（选用 AD0）。LM1881 的行同步信号端（引脚 1）接入 S12的一个带中断能力的 I/O 口 循迹传感器电路图 驱动电路: 1 直流电机的控制一般由单片机的 PWM 信号来完成 2 MC33886 为桥式驱动电路，通过控制输入的信号，可以控制两个半桥的通断来实现电机的顺转与倒转。由于在赛车中不需要倒车，为了扩大芯片的驱动能力，把两个半桥并联使用。 驱动芯片和直流电机接线图 循迹小车软件设计: 1 本设计采用C语言来编译程序。模块化结构程序的设计，可以使系统软件便于调试与优化，也使其他人更好地理解和阅读系统的程序设计。因此，软件的设计上，运用了模块化程序的结构对软件进行设计，使得程序变得更加直观易懂。程序的主要模块有：