汽服智能汽车方案设计

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1、.李洋洋汽服11030121107760321“飞思卡尔”智能汽车方案设计摘要本文设计的智能车系统以MK60N512VMD100微控制器为核心控制单元，通过线阵摄像头检测赛道信息，使用模拟比较器对图像进行硬件二值化，提取赛道中心线，用于赛道识别；通过光电编码器检测模型车的实时速度，使用PID控制算法调节驱动电机的转速和转向舵机的角度，实现了对模型车运动速度和运动方向的闭环控制。为了提高模型车的速度和稳定性，使用C#、键盘模块等调试工具，进行了大量硬件与软件测试。实验结果表明，该系统设计方案确实可行。关键字：MK60N512VMD100，CMOS，PID，C#AbstractInthispap

2、ertheauthorwilldesignasmartcarsystembasedonMK60N512VMD100asthemicro-controllerunit.WeuseaCCDimagesensortoobtainlaneimageinformation.Thenconverttheoriginalimageintothebinaryimagebytheanalogcomparatorcircuitinordertoextractblackguidelinefortrackidentification.Aninferredsensorisusedtomeasurethecar`smo

3、vingspeed.WeusePIDcontrolmethodtoadjusttherotatespeedofdrivingelectromotoranddirectionofsteeringelectromotor,toachievetheclosed-loopcontrolforthespeedanddirection.Inordertoincreasethespeedandthereliabilityofthecar,agreatnumberofthehardwareandsoftwaretestsarecarriedonandtheadvantagesanddisadvantages

4、ofthedifferentschemesarecomparedbyusingtheC#andthekeyboardmodule.Theresultsindicatethatourdesignschemeofthesmartcarsystemisfeasible...Keywords:MK60N512VMD100，CMOS，PID，C#目录摘要1Abstract1目录21、整车方案设计31.1系统概述31.2整车布局42、整车功能设计53、速度控制与转向控制的设计与实现63.1速度控制63.1.1方案选择63.1.2编码器安装63.2转向控制73.2.1方案设计73.2.2舵机安装74、实车

5、道路试验与结果分析.....................................................................................8参考文献13..1、整车方案设计1.1系统概述智能车系统的总体工作模式为：智能汽车系统采用飞思卡尔的32位微控制器MK60DN256ZVLL10单片机作为核心控制单元用于智能汽车系统的控制。线性CCD摄像头采集赛道明暗信息，返回到单片机作为转向控制的依据。通过光电编码器来检测车速，并采用MK60N512VMD100的DMA输入捕捉功能进行脉冲计算获得速度和路程；转向舵机采用PD控制；驱动电机采用PI控制，

6、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，设计了系统结构图，如图1.1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1.1系统结构图..1.2整车布局“飞思卡尔”智能汽车整车布局本着轻量化设计，如图1.2.具有以下特点：（1）架高舵机并直立安装，以提高舵机响应速度；（2）主板低位放置，降低赛车重心；（3）采用强度高、质量轻的材料制作线阵摄像头CCD支架；（4）摄像头后置于模型车的中间部分，减少赛车前方盲区。图1.2整车布局图图1.3整车

7、布局图..2、整车功能设计线阵摄像头CCD能够分辨白色的赛道及黑色的边线，对道路状况的检测起着至关重要的作用。TSL1401线性CCD传感器包含128个线性排列的光电二极管。每个光电二极管都有各自的积分电路，以下将此电路统称为像素。每个像素所采集的图像灰度值与它所感知的光强和积分时间成正比。一般来说线性CCD模块的焦距是固定的，因此要想得到清晰的图像就需要通过调节镜头的进出来解决。如果镜头拧的位置合适，则会得