基于摄像头的路径识别智能车控制系统设计

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1、万方数据第22卷第2期湖北汽车工业学院学报V01．22No．22008年6月JournalofHubeiAutomotiveIndustriesInstituteJun．2008基于摄像头的路径识别智能车控制系统设计曾星星(湖北汽车工业学院汽车工程系T443—6，湖北十堰442002)摘要：介绍一种基于CCD摄像头的路径识别的智能车控制系统，设计了硬件结构与方案，提出了转向机构的控制策略，该智能车能准确实现自主寻迹．具备抗干扰性极强，稳态误差小等特点。关键词：CCD摄像头：路径信息：智能车中图分类号：TP301文献标识码：A文章编号：1008—5483(2008

2、)02—0072—05DesignofSmartCarControlSystemofPathInformationIdentifiedBasedonCCDCameraZengXingxing(Dept．ofAutomotiveEngineering，HubeiAtuomotiveIndustriesInstitute，Shiyan442002，China)Abstract：AsmartcarcontrolsystemofthepathinformationidentifiedbasedonCCDcamerawasintroduced．Thehardwarestr

3、uctureandschemeweredesigned．Thecontrolstrategyofsteeringmechanismwaspresented．Thesmartcarnotonlycanidentifytheroadprecisely，butalsohaveanti—interferenceperformance，andsmallsteadystateerror．Keywords：CCDcamera；pathinformation；smancar随着生产技术的发展和自动化程度的提高．传统制造业的生产方式发生了深刻的变化。在自动化领域中．许多复杂性操作

4、和或对人体有害的工作都由机器自动完成．为了实现这一工作．就要求机器有一定的智能性。实时采集传感器信号．智能分析外部环境、路径信息．自动实现方向控制及速度调节．是智能车控制系统的主要特点．其设计内容涵盖机械、汽车、电子、自动控制、计算机、传感技术等多个学科的知识领域．作为一门新兴的综合技术．可广泛的应用于工厂自动料车、固定场地搬运车等技术领域，具有良好的应用前景。它也可应用于复杂、恶劣的工作环境．是物流系统环节搬运设备的代表。本文所述基于摄像头路径识别的智能车控制系统．以电动小车为研究对象，通过车载CCD摄像头动态摄取路面图像．识别白色场地中的任意黑色带状导引线．

5、控制电动小车以设定目标速度沿导引线自动行驶．为使电动小车在行驶过程中保持一定的稳定性和平顺性．控制系统中对导引线路径信息识别、路径定位与方向偏差控制等主要控制功能提出了较为理想的解决方案。1硬件结构与方案设计智能车控制系统以飞思卡尔公司高性能16位单片机MC9S12DP256为核心控制器．主要由电源管理、CCD摄像头、图像采集模块、电机及其控制器、转向舵机及其控制器、上位机调试等功能模块组成，其中上位机调试模块通过RS232串行接口与PC机通讯。结合基于MATLAB环境开发的应用软件实现在线综合调试、分析功能．系统总体结构如图1所示。万方数据第22卷第2期曾星星

6、：基于摄像头的路径识别智能车控制系统设计一73一感知层决策层执行层图1系统总体结构框图1．1电源管理模块电源管理模块为智能车系统各个模块提供特定电源．系统主电源由7．2V／2000mAh的Ni—cd蓄电池提供．其中图像采集模块所需电压为12V。核心控制器需5V电压供电．转向舵机T作电压为6．5V．可通过不同的DC—DC转换电路实现对各个模块的供电．其中5V和6．5V电源系统通过降压型开关稳压器L5973实现．通过DC—DC5V一12V模块将5V电压升至12V为CCD摄像头供电。1．2图像采集模块由于MC9S12DP256的AD采集速度有限，须利用图像采集模块提取

7、出摄像头信号的行同步脉冲、消隐脉冲和场同步脉冲以供单片机作控制之用。LMl881视频同步信号分离芯片可从摄像头信号中提取信号的时序信息，如行同步脉冲、场同步脉冲和奇、偶场信息等。并将它们转换成1TrL电平u29VCC22直接输给单片机的I／O口作控制信号之用。LMl88l的端口接线方式如图2所示。1．3电机驱动电路设计系统采用集成电机驱动芯片MC33886对实现电动小车的电机控制．为防止MC33886内部过流保护电路对电机起动、制动时造成影响，降低接通状态下通态电阻．提高电机驱动能力．电路设计为2片MC33886并联模式，电机驱动电路(图3)。1．4驱动电机转速

8、检测电路设计电动小车驱动