第六屆飛思卡爾智能車大連大學(xué)-連大-影舞者隊(duì)技術(shù)報(bào)告

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1、第六屆全國大學(xué)生智能汽車邀請(qǐng)賽技術(shù)報(bào)告第六屆“飛思卡爾”杯全國大學(xué)生智能汽車邀請(qǐng)賽技術(shù)報(bào)告學(xué)校：大連大學(xué)隊(duì)伍名稱：連大—影舞者參賽隊(duì)員：黎偉康王朝輝黃小華帶隊(duì)教師：陳波胡玲艷26第六屆全國大學(xué)生智能汽車邀請(qǐng)賽技術(shù)報(bào)告關(guān)于技術(shù)報(bào)告和研究論文使用授權(quán)的說明本人完全了解第六屆“飛思卡爾”杯全國大學(xué)生智能汽車邀請(qǐng)賽關(guān)保留、使用技術(shù)報(bào)告和研究論文的規(guī)定，即：參賽作品著作權(quán)歸參賽者本人，比賽組委會(huì)和飛思卡爾半導(dǎo)體公司可以在相關(guān)主頁上收錄并公開參賽作品的設(shè)計(jì)方案、技術(shù)報(bào)告以及參賽模型車的視頻、圖像資料，并將相關(guān)內(nèi)容編纂收錄在組委會(huì)出版論文集中。參賽隊(duì)

2、員簽名：黎偉康王朝輝黃小華帶隊(duì)教師簽名：陳波胡玲艷日期：2011.8.826第六屆全國大學(xué)生智能汽車邀請(qǐng)賽技術(shù)報(bào)告摘要該系統(tǒng)以Freescale16位單片機(jī)MC9S12XS128作為系統(tǒng)控制處理器，采用CCD攝像頭獲取賽道路況信息，利用透射式光電傳感器配合碼盤測速，控制舵機(jī)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的閉環(huán)控制，保證模型車能夠穩(wěn)定運(yùn)行。在機(jī)械結(jié)構(gòu)上，本設(shè)計(jì)做了一些改進(jìn)和創(chuàng)新，對(duì)舵機(jī)的安裝位置和高度做了一些調(diào)整，對(duì)攝像頭的架設(shè)結(jié)構(gòu)也做了調(diào)整，這對(duì)提高車模的穩(wěn)定性打下了基礎(chǔ)。硬件電路部分選用電源管理芯片LM2940-5.0和LM358與9530組成的降壓穩(wěn)壓電

3、路為系統(tǒng)的各功能模塊提供工作電源，供電電池為7.2伏，采用LM2940-5.0為單片機(jī)系統(tǒng)、攝像頭模塊、速度采集模塊提供5伏電源；采用LM358與9530組成的降壓穩(wěn)壓電路為舵機(jī)提供6.2伏電源；采用全橋模塊穩(wěn)定、有利地驅(qū)動(dòng)直流電動(dòng)機(jī)，可獲得電機(jī)的最佳性能：高速、快速響應(yīng)和高起動(dòng)頻率；這為智能車的穩(wěn)定工作提供了可靠的保證。軟件部分主要包括以下內(nèi)容：(1)攝像頭采集圖像的數(shù)據(jù)處理算法；(2)路徑識(shí)別后的控制策略，介紹了經(jīng)典PID控制策略，車速以及后輪差速的控制策略，以及對(duì)不同路況信息的控制算法。本系統(tǒng)應(yīng)用CodeWarrior開發(fā)工具進(jìn)行

4、編程，用BDM進(jìn)行程序下載，利用無線串口傳輸?shù)臄?shù)據(jù)進(jìn)行在線調(diào)試完成了軟件的設(shè)計(jì)、編程和調(diào)試工作，很好的實(shí)現(xiàn)了路徑識(shí)別的功能。關(guān)鍵字：CCD攝像頭，PID控制，路徑識(shí)別26第六屆全國大學(xué)生智能汽車邀請(qǐng)賽技術(shù)報(bào)告目錄摘要III第一章引言11.1智能車大賽背景及應(yīng)用前景11.2概述1第二章系統(tǒng)設(shè)計(jì)思路與方案選擇22.1整體設(shè)計(jì)思路22.2系統(tǒng)各模塊方案選擇22.2.1單片機(jī)系統(tǒng)方案選擇22.2.2.傳感器方案選擇22.2.3.測速方案選擇3第三章模型車機(jī)械設(shè)計(jì)43.1整體布局43.2.系統(tǒng)電路板安裝53.3.舵機(jī)安裝63.4.攝像頭支架的設(shè)計(jì)

5、安裝73.5.測速模塊安裝8第四章系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)94.1.系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)94.2.電源電路設(shè)計(jì)104.2.1單片機(jī)系統(tǒng)及攝像頭電源電路設(shè)計(jì)104.2.2舵機(jī)電源電路設(shè)計(jì)114.3.電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)124.4.攝像頭數(shù)據(jù)采集電路設(shè)計(jì)134.5.測速電路設(shè)計(jì)13第五章系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)145.1系統(tǒng)軟件整體結(jié)構(gòu)145.2圖像處理155.2.1圖像二值化155.2.2圖像去噪聲處理155.3控制策略155.3.1經(jīng)典PID控制算法155.3.2車速PID控制策略165.3.3路徑控制策略17第六章開發(fā)工具及安裝調(diào)試過程186.1開發(fā)工具介紹186.2軟

6、件調(diào)試過程186.2.1使用LabVIEW軟件輔助調(diào)試18第七章車模主要技術(shù)參數(shù)說明20第八章結(jié)論21參考文獻(xiàn)22附錄A：程序源代碼2326第六屆全國大學(xué)生智能汽車邀請(qǐng)賽技術(shù)報(bào)告第一章引言1.1智能車大賽背景及應(yīng)用前景全國大學(xué)生智競賽是以智能汽車為研究對(duì)象的創(chuàng)意性科技競賽，是面向全國大學(xué)生的一種具有探索性工程實(shí)踐活動(dòng)。大賽綜合性很強(qiáng)，以迅猛發(fā)展的汽車電子為背景，是教育部倡導(dǎo)的大學(xué)生科技競賽。本競賽以“立足培養(yǎng)，重在參與，鼓勵(lì)探索，追求卓越”為指導(dǎo)思想，旨在促進(jìn)高等學(xué)校素質(zhì)教育，培養(yǎng)大學(xué)生的綜合知識(shí)運(yùn)用能力、基本工程實(shí)踐能力和創(chuàng)新意識(shí)，激

7、發(fā)大學(xué)生從事科學(xué)研究與探索的興趣和潛能，倡導(dǎo)理論聯(lián)系實(shí)際、求真務(wù)實(shí)的學(xué)風(fēng)和團(tuán)隊(duì)協(xié)作的人文精神，為優(yōu)秀人才的脫穎而出創(chuàng)造條件。大賽的綜合性很強(qiáng)，是自動(dòng)控制、模式識(shí)別、傳感、電子、電氣、計(jì)算機(jī)和機(jī)械等多個(gè)學(xué)科交叉的科技創(chuàng)意性比賽[1]。隨著科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展和生活水平的快速提高，人們對(duì)汽車的安全性、舒適性要求越來越高。各種先進(jìn)的技術(shù)正在被應(yīng)用和研究，如汽車智能交通系統(tǒng)、汽車主動(dòng)安全技術(shù)、汽車自動(dòng)駕駛技術(shù)、車輛巡航技術(shù)等，智能車輛的研究也正在成為世界汽車研究的熱點(diǎn)之一。智能車輛的主要特點(diǎn)是在復(fù)雜的道路情況下，能自動(dòng)地操縱和駕駛車輛繞開障礙物和

8、沿著預(yù)定的路線運(yùn)行。根據(jù)路況信息，經(jīng)過判斷、分析和決策，確定出所應(yīng)做的操作。操縱車輛是一個(gè)自學(xué)習(xí)、自適應(yīng)的過程，因此，智能車輛的研究主要是基于模糊控制理論、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和神經(jīng)模糊技術(shù)等人工智能的最新理論