北京科技大学摄像头组一队术报告.doc

第届“飞思卡尔”杯全国大学生 智能汽车竞赛 技 术 报 告 学 校：北京科技大学 队伍名称： 参赛队员： 顿海洋 罗林聪 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“飞思卡尔”杯全国大学生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： 摘 要 本文设计的智能车系统以MK60N512VMD100微控制器为核心控制单元，通过CMOS摄像头检测赛道信息，使用模拟比较器对图像进行硬件二值化，提取黑色引导线，用于赛道识别；通过光电编码器检测模型车的实时速度，使用PID控制算法调节驱动电机的转速和转向舵机的角度，实现了对模型车运动速度和运动方向的闭环控制。为了提高模型车的速度和稳定性，使用、、SD卡模块、键盘模块等调试工具，进行了大量硬件与软件测试。实验结果表明，该系统设计方案确实可行。 关键字：MK60N512VMD100，CMOS，PID，，SD卡 Abstract In this paper we will design a smart car system based on MK60N512VMD100as the micro-controller unit. We use a CMOS image sensor to obtain lane image information. Then convert the original image into the binary image by the analog comparator circuit in order to extract black guide line for track identification. An inferred sensor is used to measure the car`s moving speed. We use PID control method to adjust the rotate speed of driving electromotor and direction of steering electromotor, to achieve the closed-loop control for the speed and direction. In order to increase the speed and the reliability of the car, a great number of the hardware and software tests are carried on and the advantages and disadvantages of the different schemes are compared by using the C#、simulation platform, SD card module and the keyboard module. The results indicate that our design scheme of the smart car system is feasible. Keywords: MK60N512VMD100，CMOS，PID，，SD card 目 录 摘 要 III Abstract IV 目 录 V 引 言 1 第一章 系统总体设计 2 1.1系统概述 2 1.2整车布局 3 第二章 机械系统设计及实现 4 2.1车模转向模型分析 4 2.2舵机安装 5 2.3转向轮的定位 7 2.4车模重心 8 2.5编码器的安装 8 2.6摄像头的安装 9 2.7齿轮啮合及差速调整 10 第三章 硬件系统设计及实现 11 3.1硬件设计方案 11 3.2传感器的选择 11 3.2.1 摄像头 11 3.2.2陀螺仪 14 3.3电路设计方案 14 3.3.1单片机最小系统板 15 3.3.2电源稳压电路 16 3.3.3图像处理电路 17 3.3.4电机驱动电路 17 3.3.5保护隔离与电平转换电路 18 3.3.6键盘拨码电路 18 3.3.7 LCD液晶显示屏接口 19 第四章 软件系统设计及实现 21 4.1赛道中心线提取及优化处理 21 4.1.1原始图像的特点 21 4.1.2赛道边沿提取 22 4.1.3图像校正