山东大学威海分校奔牛队

《山东大学威海分校奔牛队》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、<><><><><><><><><><>第三届“飞思卡尔”杯全国大学生智能汽车邀请赛技术报告学校：山东大学威海分校队伍名称：奔牛队参赛队员：李万军王健肖东光带队教师：毕云峰III<><><><><><><><><><>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。

2、参赛队员签名：带队教师签名：日期：III<><><><><><><><><><>摘要第三届全国大学生智能车竞赛要求采用指定的标准车模，以Freescale半导体公司生产的8位或16位单片机控制赛车在未知赛道上完成快速自主行驶。该项赛事紧跟汽车技术智能化发展趋势，对提高参赛大学生动手能力具有重要意义。本系统选用MC9S12DG128B作为唯一的处理、控制单元，采用CMOS摄像头对赛道图像进行采集，以双边缘提取算法获得黑色引导线位置，用比例方式控制舵机的转向，通过速度传感器获取智能车当前速度，采用Bang-Bang算法控制电机驱动芯片M

3、C33886实现对智能车速度的控制。对机械结构进行了合理改装，对传感器、硬件电路的安装进行了精心设计。实验表明，目前系统在硬件电路稳定性、机械结构调整、驱动电机控制、舵机控制、赛道信息提取和处理上都获得了较好的效果。关键词：智能车，CMOS摄像头，边缘检测，速度传感器，Bang-Bang控制III<><><><><><><><><><>目录摘要III目录IV第一章引言1第二章系统整体设计32.1系统硬件结构32.2系统软件结构4第三章机械结构调整53.1齿轮传动机构的调整53.2舵机的基本资料：53.3舵机的机械调整6第四章硬件电路

4、部分74.1电源部分74.1.1降压电路部分74.1.2升压电路部分94.2视频分离部分94.2.1摄像头的工作原理104.2.2摄像头的两个重要指标114.2.3视频分离电路的设计114.3电机驱动部分124.3.1驱动芯片33886使用概述124.3.2驱动电路的设计134.4测速部分144.5PCB布板说明144.6单片机端口说明15第五章软件部分175.1时钟与视频采集部分175.2黑线提取175.3舵机控制195.4测速部分205.5速度控制205.5.1速度控制205.5.2速度分配205.6起始线检测21第六章总结与展

5、望236.1总结236.2车模技术指标236.3不足之处和改进方向24III<><><><><><><><><><>参考文献25附录：源代码27III第一章引言进入21世纪以来，随着信息技术的飞速发展，形形色色的智能技术在汽车上得到推广应用，充分体现出其安全、可靠、舒适、方便及快捷的优越性能。作为全球最大的汽车电子半导体供应商，飞思卡尔一直致力于为汽车电子系统提供全范围应用的单片机、模拟器件和传感器等器件产品和解决方案。飞思卡尔在汽车电子的半导体器件市场拥有领先的地位并不断赢得客户的认可和信任。其中在8位、16位及32位汽车微控制器

6、的市场占有率居于全球第一。飞思卡尔的S12是一个非常成功的芯片系列，在全球以及中国范围内被广泛应用于各种汽车电子应用中。例如引擎管理、安全气囊、车身电子、汽车网络和资讯娱乐等。全国大学生“飞思卡尔”杯智能车竞赛今年将是第三届了。智能车的方案有两种：光电管和摄像头。基于反射式的红外传感器的光电管方案具有较高的可靠性和稳定性，且易于单片机处理。虽然本次大赛可以使用的传感器大多为16个，但光电传感器本身存在这检测距离近的问题，硬件电路复杂且不能为智能车提供远方的路径信息；另一方面由于为了获得远方的路径信息而需要将红外传感器伸的尽可能远，从

7、而增加了智能车在高速行驶时的转动惯量，制约了智能车的行驶速度。相比之下，基于面阵图像传感器的摄像头方案具有更大的优势。摄像头传感器的成像是一个平面，无论水平还是垂直分辨率都很高，具有探测距离远的优势，能够尽可能早的感知前方的路径信息并进行预判断，是最理想的路径检测传感器。不过使用摄像头传感器的数据量比使用光电传感器大的多。虽然使用图像传感器数据量相对较大，但可以通过优化数据处理算法来解决这个问题，使用图像传感器是更好的选择。下面是我们自己的设计情况。技术报告以智能小车的设计为主线，包括车模机械结构设计、硬件电路设计及图像信息提取与处

8、理、控制算法和策略优化设计等多个方面。共分为六章。其中，第一章为引言部分；第二章主要介绍了小车的硬件结构和软件结构。机械结构关系着小车速度的提升空间，报告在第三章作了专门论述。硬件稳定性决定了小车的行驶的稳定性，第四章对小车的硬件设计