山东大学威分校奔牛队.doc

第三届“飞思卡尔”杯全国大学生 智能汽车邀请赛 技 术 报 告 学 校： 山东大学威海分校 队伍名称： 奔 牛 队 参赛队员： 李万军 王 健 肖东光 带队教师： 毕云峰  关于技术报告和研究论文使用授权的说明 本人完全了解第三届“飞思卡尔”杯全国大学生智能汽车邀请赛关保留、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 第三届全国大学生智能车竞赛要求采用指定的标准车模，以Freescale半导体公司生产的8位或16位单片机控制赛车在未知赛道上完成快速自主行驶。该项赛事紧跟汽车技术智能 关键词：智能车，CMOS摄像头，边缘检测，速度传感器，Bang-Bang控制 目 录 摘 要 III 目 录 IV 第一章 引 言 1 第二章 系统整体设计 3 2.1系统硬件结构 3 2.2 系统软件结构 4 第三章 机械结构调整 5 3.1 齿轮传动机构的调整 5 3.2 舵机的基本资料： 5 3.3 舵机的机械调整 6 第四章 硬件电路部分 7 4.1电源部分 7 4.1.1 降压电路部分 7 4.1.2 升压电路部分 9 4.2 视频分离部分 9 4.2.1 摄像头的工作原理 10 4.2.2 摄像头的两个重要指标 11 4.2.3 视频分离电路的设计 11 4.3 电机驱动部分 12 4.3.1 驱动芯片33886使用概述 12 4.3.2驱动电路的设计 13 4.4 测速部分 14 4.5 PCB布板说明 14 4.6单片机端口说明 15 第五章 软件部分 17 5.1 时钟与视频采集部分 17 5.2 黑线提取 17 5.3 舵机控制 19 5.4 测速部分 20 5.5 速度控制 20 5.5.1 速度控制 20 5.5.2 速度分配 20 5.6 起始线检测 21 第六章 总结与展望 23 6.1 总结 23 6.2 车模技术指标 23 6.3 不足之处和改进方向 24 参考文献 25 附录：源代码 27  引 言 进入21世纪以来，随着信息技术的飞速发展，形形色色的智能技术在汽车上得到推广应用，充分体现出其安全、可靠、舒适、方便及快捷的优越性能。8 位、16 位及32 位汽车微控制器的市场占有率居于全球第一。飞思卡尔的S12 是一个非常成功的芯片系列，在全球以及中国范围内被广泛应用于各种汽车电子应用中。例如引擎管理、安全气囊、车身电子、汽车网络和资讯娱乐等。 全国大学生“飞思卡尔”杯智能车竞赛今年将是第三届了。智能车的方案有两种：光电管和摄像头。基于反射式的红外传感器的光电具有较高的可靠性和稳定性，且易于单片机处理。虽然本次大赛可以使用的传感器大16个，但光电传感器本身存在这检测距离近的问题，硬件电路复杂且不能为智能车提供远方的路径信息；另一方面由于为了获得远方的路径信息而需要将红外传感器伸的尽可能远，从而增加了智能车在高速行驶时的转动惯量，制约了智能车的行驶速度。 基于面阵图像传感器的。传感器的成像是一个平面，无论水平还是垂直分辨率都很高，具有探测距离远的优势，能够尽可能早的感知前方的路径信息并进行预判断，是最理想的路径检测传感器。不过使用传感器的数据量比使用光电传感器大的多。虽然使用图像传感器数据量相对较大，但可以通过优化数据处理算法来解决这个问题，使用图像传感器是更好的选择。 CodeWarrior IDE开发环境中进行软件开发，不断的优化和测试，最终确定了现有的系统结构和各项控制参数。 第二章 系统整体设计 本章主要介绍CMOS摄像头方案的整体系统设计，其中包括硬件结构和软件结构。在后面的章节中分别详细阐述各部分的电路设计及其原理图和软件设计的方法及其程序代码。 2.1系统硬件结构 本系统设计方案共包括八部分： 组委会提供的MC9S12DG128B开发板，图像采样部分，速度传感部分，舵机部分，电机驱动部分，拨码开关控制部分，BDM调试部分和串口显示部分。 其中单片机开发板是系统的核心部分。它负责接收赛道图像数据、赛车速度等反馈信息，并对这些信息进行恰当的处理，形成合适的控制量来对舵机与驱动电机进行控制。 图像采样部分由摄像头，基于芯片LM1881的同步分离电路，单片机的AD端口（视频输入端口）和行、场同步信号输入端口组成。其功能是获取前方赛道的图像数据，以供单片机作进一步分析处理。 速度传感器模