基于单片机的智能寻迹小车设计毕业设计说明书

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1、本科毕业设计说明书基于单片机的智能寻迹小车设计THESYSTEMDESIGNOFTHETRACKINGCARBASEDONMCU学院（部）：电气与信息工程学院专业班级：电子与信息工程08-2学生姓名：王建指导教师：曲立国讲师2012年6月3日基于单片机的智能寻迹小车系统设计摘要本文以竞赛用智能车为研究对象，围绕着视觉导航中的道路识别和跟踪算法以及系统的实现展开研究。在机械系统设计方面，根据汽车技术理论，讨论了机械系统参数的调整方法，如主销后倾角、主销内倾角、车轮外倾和前束等，同时为使左右前轮转向一致，讨论了转向系统的标定方法；在控制系统硬件设计方

2、面，对整个系统的电源模块、路径识别模块、测速模块和驱动模块的硬件、安装方式和外围接口电路进行了设计；在控制系统软件设计和设计方面，对道路识别和跟踪算法以及车体PID控制算法的数学模型进行了研究。本课题的主要研究内容及成果包括以下几个方面：（1）为了克服外界环境光的干扰，设计了滤波电路，提出了相应的滤波算法。该滤波电路耗电省，工作稳定，抗干扰性强，探测距离与灵敏度可通过电路中参数来调节。（2）对摄像头采集及处理路径图像数据进行了研究，基于二值化算法，左侧边缘检测法和跟踪边缘检测法的原理，提出了改进型二值化算法。该算法在摄像头倾斜检测时，对视频图像数

3、据的去噪处理非常有效，具有较强的鲁棒性，能够提取出精确的路径特点信息。（3）通过对竞赛用智能汽车的转向舵机转角和行进速度所采用的基于路径形状信息的参数自整定模糊PID控制算法的研究，提出了可应用于现代智能车转向和车速调节的PID控制算法数学模型。（4）完成了我校竞赛用智能车全部软硬件的设计与制造。关键词：智能竞赛汽车；摄像头；图像处理；路径识别；路径跟踪；PID控制；THESYSTEMDESIGNOFTHETRACKINGCARBASEDONMCUABSTRACTThisthesis,takingintelligentcompetitioncar

4、astheresearchobject,focusestheresearchworkonpathidentification,pathtrackingandthesystemimplementation.Intheaspectofmechanicalsystemdesign,theadjutivemethodsofmechanicalandstructureparametersarediscussedaccordingtoautomobiletechnicaltheory,suchascasterangle,kingpininclination,

5、toe-inandcamberofwheels.Meanwhile,thecalibratedmethodofsteeringsystemisdiscussedinordertomaketwofronttiresachieveaccordantturning.Intheaspectofthehardwaredesignofcontrolsystem,hardwareselections,interfacecircuitsandinstallingpatternforthepowermodule,pathidentificationmodule,v

6、elocitymeasurementmoduleanddrivingmodulearedesigned.Intheaspectofsoftwaredesignofcontrolsystem,theroadidentificationandtrackingalgorithmanmathematicmodelingofcontrolalgorithmforcarbodyarestudied.Themaincontentsandcontributionsofthisthesisareasfollows:(1)Inordertoovercomethein

7、terferenceofenvironmentallighttotheinfraredemittingdiodeandphotodiode,afilteringcircuitisdesigned.Thecircuitisofthelittlepowerconsumption,andthebetterworkingstability,andthebettercharacteristicsofidentifyingpathandanti-jamming,andtheadjustabledetectingrangeandsensitivity.(2)B

8、ytheresearchonpathimagedataacquiringandprocessing,basedontheprincipl