（全国大学生智能汽车竞赛技术报告）湖北工业大学蓝电十二队

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1、第十届“飞思卡尔"杯全国大学生智能汽车竞赛技术报告学校：湖北工业大学队伍名称：蓝电十二队参赛队员：朱华蒋兴松李昌峰指导教师：詹云峰王超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十届“飞思卡尔”杯全国大学生智能汽车竞赛关保留、使用技术报告和研究论文的规定，UP：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叮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。参赛队员签名：带队教师签名：日期：摘要本文设计的智能车系统以飞思卡尔公司生产的MK60DN512VLQ10微控制器为核心控制单元，利用Sony

2、CCD摄像头采集赛道信息，使用模拟比较器电路对图像进行硬件二值化，进一步对图像捉取得到赛道两边的黑线信息，用于赛道识别和控制；利用编码器反馈模型车的实际速度，使用PID控制算法调节驱动电机的转速；根据前方黑线的信息，利用偏差计算，插值，曲线拟合，赛道类型判断处理等方法对图像进行处理，根据图像处理得到的黑线偏差等关键信息，用PID算法控制转向舵机的角度，亦实现了对模型车运动速度和运动方向的闭环控制。为了捉高模型车的速度和稳定性，使用上位机、蓝牙模块、液品键盘模块、SD卡、JLINK在线调试等调试工具，进行了大量硕件与软件测试。实验结果表明，该系统设计方案确实可行。关键字：MK60DN512V

3、LQ10,SonyCCD,PID,图像处理，调试in目录摘要m目录IV第一章:引言11.1国内竞赛背景11.2国外情况介绍21・3技术报告内容2第二章:智能车总体设计3第二章:智能车机械系统设计43.1、模型车机械结构的建模43.2、车模前轮调整43.2.1主销外倾角53.2.2主销内倾角53.2.3车轮外倾角63.2.4前轮前束63.3舵机的安装73.4编码器的安装93.5摄像头及支架的安装103.6主控板及其他电路模块的安装113.7其他机械部分设计11第四章:智能车硬件系统设计134.1硬件整体设计134.2K60单片机与最小系统144.3电机驱动模块164.3.1MOSFET器件的

4、选择164.3.2驱动电路的原理与电路设计164.4速度检测模块174.5电源管理模块414.6信号采集模块214.6.1CCD摄像头及视频信号概述224.6.2视频信号分离234.6.3模拟视频信号数字化244.6.4摄像头模块电路原理图264.7辅助调试模块274.7.1蓝牙模块274.7.2液晶键盘模块284.7.3状态显示灯模块284.7.4其他模块284.8起跑线检测模块294.8.1控制灯塔器件及电路说明294.8.2灯塔检测电路设计41第五章：智能车软件系统设计与调试315.1图像处理部分315.1.1赛道边沿提取315.1.2赛道信息分析与处理325.1.2.1中心点的计算

5、325.1.2.2特殊元素的处理325.1.2.2.1十字的处理325.1.2.2.2单线的处理335.1.2.2.3S弯的处理345.1.2.2.4直角弯的处理345.1.2.2.5障碍的处理355.1.2.2.6坡道的处理365.2软件控制部分375.2.1控制算法分类概述375.2.1.1PID控制算法37393941415.2.1.2棒棒控制5.2.1.3模糊控制算法5.2.2舵机控制5.2.2.1偏差的计算5.2.2.2舵机位置式PD控制415.2.3电机控制415.2.3.1开环控制415.2.3.2电机速度增量式Pl+Bang-Bang闭环控制415.2.3.3基于C车模双电

6、机差速策略415.2.3.4刹车功能的实现415.3开发与调试手段415.3.1下位机人机交互软件部分415.3.1.1人机界面415.3.1.2SD卡模块415.3.1.3IAR在线调试工具与JLink415.3.2上位机设计41第六章：模型车主要技术参数说明48第七章：总结与致谢48附录：程序核心源代码50参考文献错误!未定义书签。60第一章：引言1.1国内竞赛背景受教育部高等教育司委托，高等学校自动化专业教学指导分委员负责主办全国大学生智能车竞赛。该项比赛已列入教冇部主办的全国五大竞赛Z—。该项赛事从2006年开始，在清华大学，东北大学等学校成功举办过九届。全国大学生智能汽车竞赛是以

7、智能汽车为研究对象的创意性科技竞赛，是而向全国大学生的一种具冇探索性工程实践活动，是教育部倡导的大学生科技竞赛Z—。本竞赛以"立足培养，重在参与，鼓励探索，追求卓越”为指导思想，旨在促进高等学校素质教育，培养大学生的综合知识运用能力、基本工程实践能力和创新意识，激发大学生从事科学研究与探索的兴趣和潜能,倡导理论联系实际、求真务实的学风和团队协作的人文精神，为优秀人才的脱颖而出创造条件。本次比赛分为光电、摄像头和电磁三个赛