内蒙古大学 摄像头一队.doc

第十届“飞思卡尔”杯全国大学生 智能车竞赛 技 术 报 告 学 校：内蒙古大学 队伍名称：内蒙古大学摄像头一队 参赛队员：薛广通 朱越美 赖普坚 带队老师：苏 日  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 引言（第一章） 1 第二章 车模机械部分 2 2.1车模的选择 2 2.2前轮倾角的调整 2 2.3 底盘高度调整与固定 4 2.4编码器的安装 5 2.5舵机安装结构的调整 5 2.6摄像头的安装 6 2.7防止静电复位 6 第三章 硬件设计 8 3.1单片机最小系统板 8 3.2 电源稳压 8 3.3 电机驱动 8 3.4 舵机驱动 9 第四章 系统软件设计与实现 10 4.1系统软件流程图 10 4.2 循迹算法 11 4.2.1 处理单线 11 4.2.2 处理直角 12 4.3 智能车的起跑与停车 12 4.4 舵机控制策略 14 4.4 驱动电机控制策略 15 4.4.1 PID参数整定 15 4.4.2 增量式PID 16 4.4.3 速度控制策略 17 第五章 开发环境与调试平台 18 5.1 开发环境 18 5.2 上位机介绍 19 5.3 液晶屏调参 21 第六章 模型车技术参数 23 第七章 总结 24 参考文献 IV 附录：程序源代码 V  引言（第一章） 智能车系统的总体工作模式为：数字摄像头拍摄赛道图像，经过信号处理模块进行硬件二值化，将二值化图像信号、奇偶场信号、行同步信号输入到MKL26Z256VLL4微控制器，进行进一步处理获得主要的赛道信息；通过光电编码器来检测车速，并采用MKL26Z256VLL4的脉冲计数功能进行脉冲计算获得速度和路程；转向舵机采用PD控制；发车和停车采用灯塔控制，利用IRM0038B来接收灯塔信号从而获取发车和停车信息；驱动电机采用 PID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。 图像采集 速度检测 MCU 舵机控制 调试开发 电机控制 灯塔检测 图1系统结构图 在电路板的设计方面，我们参考了《模拟电子技术基础》，以及《Altium Designer原理图与PCB设计此次竞赛的赛车车模选用由提供型车模。车模外形如图.1所示。 图2.1 C型车模 2.2前轮倾角的调整在调试过程中，我们发现由于前轮轴和车轮之间的间隙较大，对车高速时转向中心的影响较大，会引起高速转向下模型车的转向不足。然而这里是规则中严禁改动的部分，所以为了尽可能降低转向舵机负载，我们对前轮的安装角度，即前轮定位进行了调整。 前轮定位的作用是保障汽车直线行驶的稳定性，转向轻便和减少轮胎的磨损。前轮是转向轮，它的安装位置由主销内倾、主销后倾、前轮外倾和前轮前束等4个项目决定，反映了转向轮、主销和前轴等三者在车架上的位置关系。 在实际调试中，我们发现适当增大内倾角的确可以增大转弯时车轮和地面的接触面积，从而增大车了地面的摩擦程度，使车转向更灵活，减小因摩擦不够而引起的转向不足的情况。在保证顺利通过坡道的前提下，底盘尽量降低，从整体上降低模型车的重心，可使模型车转弯时更加稳定、高速。舵机安装结构的调整 图2.7 2.7防止静电复位 由于人员的走动以及诸多的细小灰尘颗粒，使得赛道上往往有着