项目介绍（Project Introduction）.doc

《项目介绍（Project Introduction）.doc》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、项目介绍（ProjectIntroduction）摘要(abstract）：本项目设计实现小车在计算机控制下自动的功能。有一台小车和一个PC，计算机用VC++与OpenCV处理采集到的视频，识别小车的位置信息，计算并选择最优前进方式，通过串口通信输出指令给单片机控制小车动作走出迷宫。整体完成情况(whatwehavedone)：我们组能够有效提取迷宫并判断路径，能够根据小车上的两个圆准确识别小车的位置和角度。小车可以在计算机的控制下从迷宫的一点走出迷宫。关键词(keyword)：  OpenCV，视频图像识别，最优路径算法，串口通信，单片机小车硬件部分(hardware) 整体设计

2、框架由摄像头（USB接口）实时捕捉小车的位置情况，通过USB线缆传送至电脑里编写的软件，软件通过图像识别找出当前小车的位置信息经过最优路径计算，作 出控制决策，生成控制信号，并经通讯模块发送至小车。小车上的控制电路对控制信号作出相应反应，驱动小车马达。小车运动后再次采集图像，对误差进行分析。最后小车走出迷宫。小车上的单片机根据收到的信号生成数字指令使电机芯片做出正确的行为保证小车按路径准确走出迷宫。具体的系统组成见下图首先，我们要得到一张迷宫的图像（包含起点和终点标志），通过设置阈值将图像二值化，以此来确定迷宫的起点和终点。再取另一个阈值进行二值化处理，形成一个简化后的迷宫数组。接

3、着根据这个数组和之前获得的起点和终点，求得最短路径。然后才用实时监视小车的位置的方法，对小车发出指令让其前进、左转或是右转。在整个过程中，必须使迷宫和摄像头的相对位置保持不变。下图为系统结构图。主要硬件包括：双电机控制的后轮驱动小车及车载驱动单片机、usb摄像头、串口通信连接线、以及程序运行用计算机USB-RS232线缆一根小车部分集成单片机、驱动器、电机一体的主电路板，外接-8~+8V电源。两个独立电机分别驱动两个后轮。我们小车所用到的单片机为AT89S5224PU0831AAT89S52功能特性描述AT89S52是一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K在系统可编程Fl

4、ash存储器。使用Atmel公司高密度非易失性存储器技术制造，与工业80C51产品指令和引脚完全兼容。片上Flash允许程序存储器在系统可编程，亦适于常规编程器。在单芯片上，拥有灵巧的8位CPU和在系统可编程Flash，使AT89S52为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案。AT89S52具有以下标准功能：8k字节Flash，256字节RAM，32位I/O口线，看门狗定时器，2个数据指针，三个16位定时器/计数器，一个6向量2级中断结构，全双工串行口，片内晶振及时钟电路。另外，AT89S52可降至0Hz静态逻辑操作，支持2种软件可选择节电模式。空闲模式下，CPU停止工

5、作，允许RAM、定时器/计数器、串口、中断继续工作。掉电保护方式下，RAM内容被保存，振荡器被冻结，单片机一切工作停止，直到下一个中断或硬件复位为止。CMOS8位微控制器AT89S52另外小车还配备L298N驱动器L298NL298N的主要功能是控制两个电机。L298N是专用驱动集成电路，属于H桥集成电路，与L293D的差别是其输出电流增大，功率增强。其输出电流为2A，最高电流4A，最高工作电压50V，可以驱动感性负载，如大功率直流电机，步进电机，电磁阀等，特别是其输入端可以与单片机直接相联，从而很方便地受单片机控制。当驱动直流电机时，可以直接控制步进电机，并可以实现电机正转与反转

6、，实现此功能只需改变输入端的逻辑电平。为了避免电机对单片机的干扰，本模块加入光耦，进行光电隔离，从而使系统能稳定可靠的工作。图5L298N芯片     图6L298N的管脚图在小车单片机程序中L298N驱动器的功能是关键，它可以提供大电流分别驱动、控制两个马达，使其正转、反转、停，注意L298N控制的只有这三种状态，要实现转弯就是仅使其中一个轮子转动，要实现调速就需利用PWM信号即控制占空比，通俗的可以这么说比如把一段时间分成100份，仅使其中30份转动（即占空比为30%），这样小车就仅以30%的功率在走，设置这个值就可以实现0~100%的速度调节。同时这种数字信号的产生可由单片机

7、比较容易的实现（L298N只是执行）。L298N具体的执行控制由其6个引脚决定，每3个引脚控制一个电机，其中之一为EN即使能，另两个高低电平组合即有00，01，10，11四种情况，分别对应于停（00、11都是停）与左右转。CPU电路图：小车电路图：小车电路图：单片机布线：小车电路图：单片机布线：USB转RS232线RS232线将增加电脑一个COM口。我们组小车采用旧款USB转TTL（带蓝色线的)四线：RS232　TTLRXD兰色　TXD白色　+5V红色（不用，请剪掉）