哈尔滨工程大学品飞车1号技术报告.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 附录B：摄像头黑线识别算法和滤波方法 学 校： 哈尔滨工程大学 队伍名称： 极品飞车1号 参赛队员： 孟恭 王璐 齐昭 带队教师： 管凤旭 张爱筠 关于技术报告和研究论文使用授权的说明 本人完全了解第一届“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： 目录 摘 要…………………………………………………………………………………4 第一章 引言………………………………………………………………………5 1.1 概述………………………………………………………………………5 1.2 整车设计思路……………………………………………………………5 1.2.1 控制系统设计……………………………………………………5 1.2.2 电源系统设计……………………………………………………6 第二章 系统硬件设计……………………………………………………………7 2.1 传感器选型及安装方案设计……………………………………………7 2.1.1 巡线传感器的选择………………………………………………7 2.1.2 测速传感器的选择………………………………………………8 2.2 模型车机械设计与实现…………………………………………………9 2.2.1 前轮倾角调整……………………………………………………9 2.2.2 底盘高度调整…………………………………………………19 2.2.3 车身重心调整…………………………………………………10 2.2.4 舵机安装………………………………………………………10 2.3 系统电路设计与实现…………………………………………………10 2.3.1 电路板设计与制作……………………………………………11 2.3.2 电源管理电路…………………………………………………12 2.3.3 图像采集电路…………………………………………………13 2.3.4 电机驱动电路…………………………………………………16 2.3.5 测速部分设计…………………………………………………17 第三章 系统软件设计……………………………………………………………18 3.1 MC9S12DG128片内资源简介……………………………………………18 3.2 软件设计与编程…………………………………………………………18 3.2.1 时钟模块………………………………………………………19 3.2.2 PWM模块…………………………………………………………19 3.2.3 ECT模块…………………………………………………………20 3.2.4 串口模块………………………………………………………21 3.2.5 普通IO模块……………………………………………………21 第四章 赛车主要技术参数………………………………………………………23 结论………………………………………………………………………24 参考文献……………………………………………………………………………25 附录 A:智能车源程序……………………………………………………………26 附录 B:摄像头黑线识别算法和滤波方法………………………………………40 摘 要 本文详细阐述了极品飞车Ⅰ号的总体设计过程以及测试、调试过程。该系统以Freescale16 位单片机MC9S12DG128 作为系统控制处理器，采用基于面阵式CCD传感器的图像采样模块获取赛道图像信息的循线竞速智能车系统， 该系统利用MC9S12DG128单片机内部的ECT模块，配合从视频信号中分离出的同步信号，可以将通过硬件二值化后的图像信息存入单片机内部的RAM中，然后通过软件对图像信息进行处理，得到各种路径参数。这种方案解决了图像采集速度和存储数据空间的技术难点，这样不仅保证了所采集数据的准确性，而且提高了采集速度，易于实现系统的实时控制。经测试智能车系统取得了较高的稳定性和速度。测速模块采用稳定可靠的光电码盘测速方式。直流电机采用PI控制算法，实现电机速度快速响应与稳定控制。各功能模块的紧密配合，实现了