智能车闭环控制课程设计报告

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1、智能车闭环控制课程设计院别：专业年级：姓名学号：指导老师：起止日期：27摘要：本智能车系统以MC9S12XS128微控制器为核心，通过CCD摄像头检测模型车的运动位置和运动方向，采用采用闭环控制策略来控制车速，完成对模型车运动速度的闭环控制和运动方向的控制。为了便于对智能小车在行驶过程所经过的路径与所看到的图像进行研究，我们使用了简易的电视盒装置以及模拟小车路径进行在线调试，截图分析。实验结果表明，该系统设计方案可行。关键字：MC9S12XS128，CCD摄像头，PID闭环控制27目录摘要………………………………………

2、………………………………………IIIIV引言………………………………………………………………………………VI第一章系统总体设计…………………………………………………………11.1系统工作原理分析…………………………………………………………11.2智能车整体布局……………………………………………………………11.3系统设计结构图……………………………………………………………2第二章智能车机械系统设计与实现…………………………………………32.1车体机械建模………………………………………………………………32.2舵机的安装

3、…………………………………………………………………32.3摄像头的安装………………………………………………………………42.4前轮倾角的调整……………………………………………………………52.5底盘的调整…………………………………………………………………7第三章硬件系统设计与实现…………………………………………………83.1硬件设计方案………………………………………………………………83.2电路设计方案实现…………………………………………………………83.21以S12为核心的单片机最小系统……………………………………8

4、3.22电源稳压电路…………………………………………………………93.23视频同步分离电路……………………………………………………103.24电机驱动电路…………………………………………………………113.3摄像头的选择……………………………………………………………13第四章软件系统设计与实现…………………………………………………144.1图像处理…………………………………………………………………144.11图像采集………………………………………………………………144.11.1摄像头工作原理…………………………………

5、………………144.12黑线提取………………………………………………………………174.13起始道判断……………………………………………………………184.2控制算法…………………………………………………………………18电机闭环控制……………………………………………………19第五章调试工具开发与使用…………………………………………………205.1开发工具…………………………………………………………………205.2黑白电视机………………………………………………………………20第六章总结………………………………………………

6、……………………22参考文献……………………………………………………………………………24源程序…………………………………………………………………………I引言：在长达2个多月的时间里，我们小组从最初对单片机的熟悉，方案的设计，以致到后来的小车第一次上路跑，到最后的快速跑，其间经历了痛苦与快乐。此份设计报告展示了我们在小车制作方面的各方面的想法，是我们不断试验，共同努力的结果。在制车的过程中，我们从其他学校的报告上不断吸收新鲜的设计方案，不断优化自己的方法，可以说是站在巨人的肩膀上学习。第一章系统总体设计271.1系统工

7、作原理分析智能车系统的工作原理是：CCD摄像头拍摄赛道图像，通过XS128单片机系统内部AD进行模数转换，将得到的数据存入一个二维数组中，再通过一定的黑线提取算法，将提取的黑线中心存入一个一维数组中，通过此数组的某些参数与黑线的中心的偏差来控制车的转向。在不同的赛道中，使用不同的参数P，实现分段控制。而全程速度都是一个定值，避免了减速之后的加速过弯所消耗的时间。1.2智能车整体布局：1）架高舵机并直立安装，以提高舵机响应速度；2）主板位置放低，降低赛车重心；3）采用轻质，高强度的材料制作摄像头支架；4）由于电机位置固定

8、，故将电池的位置移到舵机与电机之间，增大前轮抓地力5）摄像头置于后轮正上方，减少盲区，同时又保证有足够的视野。1.3系统设计结构图第二章智能车机械系统设计与实现2.1车体机械建模赛车机械结构使用的是竞赛组委会提供车模的底盘部分及转向和驱动部分。控制采用前轮转向，四轮驱动方案。具体车模数据如下：车总长：250mm车总宽：150mm2