华南理工大疾风队技术报告.doc

第三届“飞思卡尔”杯全国大学生智能汽车竞赛 技 术 报 告 学 校：华南理工大学 队伍名称：疾风队 参赛队员：冯培聪 何银强 张国泽 带队教师：陈 安 关于技术报告使用授权的说明 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： 目 录 第1章 绪论 1 1.1 前言 1 1.2 竞赛背景 1 1.3 论文概述 2 第2章 智能车设计方案概述 3 2.1 车模硬件系统设计 3 2.2 车模软件系统设计 4 2.3 车模机械结构的设定 4 2.3.1 前轮悬挂的调节 5 2.3.2 舵机的安装 6 2.3.3 差速器的调节 6 2.3.4 电路板的安装和重心分配 6 2.4 车模技术参数统计 8 第3章 车模硬件系统设计 9 3.1 图像采集硬件的设计 9 3.1.1 OV7620面阵数字式CMOS传感器 9 3.1.2 先入先出FIFO缓冲器SN74V293 10 3.2 MC9S12DG128单片机最小系统 12 3.3 大电流直流电机驱动器 13 3.4 速度传感器 13 第4章 车模软件系统设计 15 4.1 图像处理算法 15 4.1.2 图像的二值化 16 4.1.3 跑道黑线的提取 17 4.1.4 图像透视变形的矫正 18 4.1.5 跑道特征计算 19 4.2 模糊控制器的设计 20 4.2.1 模糊控制器的特点 20 4.2.2 模糊控制器自适应性的实现 20 4.2.3 双输入双输出模糊控制器在智能车上的应用 21 4.3 车速PID控制的实现 22 第5章 智能车调试和开发平台 23 5.1 HCS12开发工具 23 5.2 智能车在线监控调试系统 24 5.3 智能车远程监控系统设计 25 第6章 总结与展望 27 插图索引 I 参考文献 III 附录A 绪论 前言 在半导体技术日渐发展的今天，电子技术在汽车中的应用越来广泛，汽车电子化已成为行业发展的必然趋势。汽车电子化被认为是汽车技术发展进程中的一次革命，汽车电子化的程度被看作是衡量现代汽车水平的重要标志，是用来开发新车型，改进汽车性能最重要的技术措施。汽车制造商认为增加汽车电子设备的数量、促进汽车电子化是夺取未来汽车市场的重要的有效手段。 汽车电子是车体汽车电子控制装置和车载汽车电子控制装置的总称。车体汽车电子控制装置，包括发动机控制系统、底盘控制系统和车身电子控制系统（车身电子ECU）。汽车电子最显著特征是向控制系统化推进，用传感器、微处理器MPU、执行器、数十甚至上百个电子元器件及其零部件组成的电控系统，正获得极其广泛的市场。 作为全球最大的汽车电子半导体器件供应商，飞思卡尔一直致力于汽车电子半导体器件的开发与推广。飞思卡尔在不同的半导体器件市场拥有领先的地位。其中8位和32位微控制器市场占有率第一，传感器市场占第三位，其丰富的半导体器件可用于所有汽车电子控制单元中。9S12微控制器是基于16位HCS12 CPU及0.25微米、高速、高性能5.0V FLASH存储器技术的中档芯片，其较高的性能价格比使其非常适合应用于中高档汽车电子控制系统。 竞赛背景 “飞思卡尔杯” 全国大学生智能汽车竞赛是由教育部批准并委托自动化分教指委主办，飞思卡尔公司协办，面向全国大学生的重要赛事。它是以迅猛发展的汽车电子为背景，涵盖了自动控制、模式识别、传感技术、电子电气、计算机、机械等多个学科交叉的科技创意性比赛。根据比赛章程，全国大学生智能汽车竞赛是在统一汽车模型平台上，使用飞思卡尔半导体公司的8位、16位微控制器作为核心控制模块，通过增加道路传感器、设计电机驱动电路、编写相应软件以及装配模型车，制作一个能够自主识别道路的模型汽车。改装后的模型汽车按照规定路线行进，以完成时间最短者为优胜。竞赛以“立足培养，重在参与，鼓励探索，追求卓越”为指导思想，旨在促进高等学校素质教育，培养大学生的综合知识运用能力、基本工程实践能力和创新意识，激发大学生从事科学研究与探索的兴趣和潜能,倡导理论联系实际、求真务实的学风和团队协作的人文精神，为优秀人才的脱颖而出创造条件。竞赛集科学性、趣味性和观赏性于一体，吸引了大批同学参与其中，受到了广泛的欢迎。 论文概述 本文将以飞思卡尔MC9S12DG128单片机作为核心控制器，以面阵CMOS传感器OV7620作为图像传感器，获取跑道图像，运用数字图像处理技术进行图像的分割和赛道特