东10 华东赛区-摄像头组-中国矿业大-MissingLink 技术报告.pdf

第九届 “飞思卡尔”杯全国大学生 智能汽车竞赛 技 术 报 告 学 校：中国矿业大学 队伍名称：MissingLink 参赛队员：曹浩哲 段 维 王 毅 带队老师：江海峰 I II 关于技术报告和研究论文使用授权的说明 本人完全了解第九届“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： III 摘要 本文介绍的是以MK60DN512ZVLQ10 微控制器为核心控制单元的智能 车设计方案。该系统采用第九届大赛组委会规定的 E 型车模，利用 Freescale 半导体公司生产的 32 位 K60 微控制器为核心控制单元，以 IAR 为开发环境， 利用陀螺仪和加速度计实现了两轮小车稳定地自平 衡，并通过 OV7725 硬件二值化摄像头 “鹰眼”采集赛道信息，进而提取 黑色引导线，对电机进行反馈控制。运用 PID 优化算法实现速度控制， 使得赛车在各种赛道上能够快速稳定前进。整个系统包括机械安装、电 源分配、电机驱动、差速控制、调试模块等的设计，是一个软硬件结合 的复杂结构体，组成本系统的各个模块相辅相成。为了获得最终的稳定 可靠快速的智能车系统，同时利用无线模块、PC 平台及其它实验仪器进 行大量的测试，优化数据结构和算法，直至获得最终切实可行的方案。 关键词：智能车 MK60DN512ZVLQ10 两轮自平衡 摄像头 PID IV 目录 第一章：引言 1 1.1 概述 1 1.2 系统体系结构 1 1.3 论文结构安排 3 第二章 系统硬件设计4 2.1 摄像头 4 2.2 加速度计和陀螺仪 4 2.2.1 加速度计 4 2.2.2 陀螺仪 5 2.2 速度传感器 6 2.3 主板电路设计 7 2.3.1 微控制器（MCU ） 7 2.3.2 电源电路 9 2.3.3 外围接口部分 9 2.4 驱动电路设计10 第三章 系统软件设计 12 3.1 微控制器简介12 3.2 主程序设计12 3.3 赛道边线与中心线提取13 3.3.1 赛道边线的提取14 3.3.2 赛道中心线的提取14 3.3.3 赛道中心线的优化15 3.4 PID 算法简介15 I 3.4.1 位置式 PID16