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第十届“飞思卡尔”杯全国大学生 智能汽车竞赛 技 术 报 告 基于ARM处理器的摄像头导航智能车设计 学 校： 山东大学（威海） 队伍名称： I-Speed 参赛队员： 朱陈奕 张 俊 雷妤航 带队教师：王小利 董晓舟 关于技术报告和研究论文使用授权的说明 本人完全了解第十届“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：  目录 第一章 引 言 4 第二章 智能车系统总体设计 5 2.1智能车系统概述 5 2.2智能车的实际系统 5 第三章 机械设计 6 3.1智能车C车模整体构架 6 3.2舵机的安装方案 7 3.3编码器的安装方案 7 3.4摄像头的选择、安装及固定 8 3.5红外接收模块的安装 8 3.6重心位置 8 第四章 电路系统设计及实现 9 4.1硬件电路设计方案 9 4.2电路板设计 9 4.2.1单片机最小系统板 10 4.2.3舵机电路设计 11 4.2.4电机驱动模块设计 12 第五章 智能车软件设计基础及功能实现 13 5.1软件整体构架图 13 5.2图像处理 14 5.2.1原始图像的特点 14 5.2.2中心线提取 14 5.3舵机控制 17 5.4驱动电机PID控制 18 5.4.1经典PID控制算法介绍 18 5.4.2位置式PID 19 5.4.3增量式PID 20 5.4.4 PID整定方法 21 5.4.5速度控制方法 21 第六章 智能车开发调试工具介绍 23 6.1开发工具 23 6.2 MATLAB仿真 23 第七章 结 论 25 参 考 文 献 26 附录：源程序 26 第一章 引 言 第章 系统总体设计 .1智能车系统概述 进行硬件二值化，，；通过光电编码器来检测车速，并采用的输入捕捉功能进行脉冲计算获得速度；转向舵机采用PD控制；驱动电机采用控制，通过PWM控制驱动电路调整电机的功率；而车速的目标值由默认值、运行安全方案和基于图像处理的优化策略进行综合控制。 根据智能车系统的基本要求，我们设计了系统结构图，如图.1所示。在满足比赛要求的情况下，力求系统简单高效，因而在设计过程中尽量简化硬件结构，减少因硬件而出现的问题。.2智能车的实际系统 图 整车布局图 第章 机械 在一个完整的智能车系统中，机械结构是一切硬件和软件的基础。整个小车的运行，不光要保证电路鹰眼的平稳和软件算法的优化，整个车的机械结构也起着至关重要的作用。根据组委会的相关规定，今年摄像头组的比赛车模为C型车模。多余不同的车模，调整方式也必然会不一样。C车模相对来说有很多优势，首先是底盘为塑料材质，方便打孔而对底盘的韧性造成的影响较小，其次是区别于B性车模单电机机械差速的驱动系统，C型车模采取双电机的形式，注定了要采取软件差速的驱动控制。在考虑车模能够平稳运行的情况下和允许范围内尽量改造车模，提高车模的整体精度和稳定性。本章将主要介绍智能汽车车模的结构和调整方案。 （1）。 （2）舵机竖直放置。 （3）用轻便坚固的碳纤杆作为摄像头杆的材料。 （4）摄像头安于电池的前方，有利于。 .1智能车C车模整体构架 此次竞赛的赛车车模选用由提供的型车模。车模外形如图.1所示。图.1C型车模整体构架 3.2舵机的安装方案 根据上一届的经验可知，舵机的安装有两种方法，一种是卧式的安装，一种是直立式的安装方法，在上一届的比赛中我们采用的是直立式的安装方法。卧式的方法是车模默认的安装方法，但是它存在着安装后会导致左右两边的轮子连杆不等长的问题，这样间接就导致了舵机对左右两边响应时间以及作用力的不同，给实际的智能车的跑动带了不小的误差。 因此我们采用了直立式的舵机按法，完美的解决了这一问题，只是在机身的安装高度上还需要我们进行多次的实验，以确定最佳的机身。 图.2舵机安装视图1 图.3编码器的安装方案 为了得到较为准确的驱动轮的转速，我们使用了100线编码器。该编码器主要的优点是抗噪音性能高，相对于编码盘不会受外界的尘埃影响。 图 编码器安装 3.4摄像头的选择、安装及固定 比赛可供选择的摄像头中，ov7620和ov7725可供我们选择，但是ov7620需要进行软件二值化，而ov7725摄像头模块可进行硬件二值化，让采集到的图