【正文】 證明，方案設(shè)計(jì)完全滿足賽道識別需要，快速性、精度也滿足要求。這樣在車速未知的情況下控制車模適應(yīng)各種曲率的彎道顯然問題很多，因?yàn)閺澋揽刂菩枰D(zhuǎn)向控制和速度控制較好的配合。直流電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)方法主要有直接啟動(dòng)，電樞回路船電阻起動(dòng)和降壓啟動(dòng)等方法。脈寬調(diào)制（PWM）技術(shù)[4]，將直流電源電壓轉(zhuǎn)換成頻率為1~4kHz的方波電壓，加到直流電動(dòng)機(jī)的電樞上，通過對方波脈寬即占空比的控制，改變電樞的平均電壓，從而達(dá)到調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的目的。而舵機(jī)的舵盤轉(zhuǎn)角是與輸入控制信號線的脈寬有關(guān)的。在實(shí)際控制中要注意。圖像中路徑斜率與舵機(jī)轉(zhuǎn)角按照分 第二章 系統(tǒng)總體方案段線性關(guān)系實(shí)現(xiàn)。圖24 舵機(jī)控制曲線 第三章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與功能框圖系統(tǒng)設(shè)計(jì)主要包括：圖像傳感器、二值化電路、S12單片機(jī)開發(fā)板以及舵機(jī)和直流電機(jī)控制電路四部分。這些同步信號將輸入單片機(jī)MC9S12DG128[7]中，以控制對CCD圖像的采集。而另一路則輸入MC33886[9]電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片中，控制直流電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)、制動(dòng)及轉(zhuǎn)速。本方案使用LM1117進(jìn)行降壓穩(wěn)壓到5伏，使用MC34063A[11]進(jìn)行升壓得到12伏電壓。行同步信號將連接到MC9S12DG128的一個(gè)中斷管腳上，產(chǎn)生中斷。比較的結(jié)果將通過輸出信號端接入到單片機(jī)的一個(gè)普通I/O口，單片機(jī)通過這個(gè)I/O口就得到了二值化的圖像數(shù)據(jù)。MC33886的四個(gè)邏輯控制輸入端IN1，IN2，D1，D2，連接在單片機(jī)MC9S12DG128的四個(gè)普通I/O口上。圖34 MC33886模塊電路原理 穩(wěn)壓電路設(shè)計(jì) LM1117降壓電路，而本系統(tǒng)中單片機(jī)MC9S12DG128的工作電壓為5V，因此必須有降壓電路。另外，其輸出電壓波動(dòng)范圍僅為177。圖35 LM1117電路原理 升壓模塊設(shè)計(jì)MC34063A是摩托羅拉公司生產(chǎn)的DCDC直流電壓轉(zhuǎn)換控制器。圖36 MC34063A內(nèi)部結(jié)構(gòu)及外圍電路圖中，電阻R2的阻值應(yīng)調(diào)到，考慮到標(biāo)準(zhǔn)電阻系列無此阻值故使用滑動(dòng)變阻器，在帶負(fù)載工作的情況下手動(dòng)調(diào)整R2的阻值使得輸出電壓為12V。經(jīng)過這兩種處理后的信號抗干擾能力強(qiáng)，故本方案設(shè)計(jì)將LM188圖像二值化模塊電路單獨(dú)制作一塊小的印刷電路板，攝像頭視頻信號用盡可能短的導(dǎo)線接入此板。另外，由于電壓轉(zhuǎn)換部分和電機(jī)驅(qū)動(dòng)部分易受干擾，因此將其布在大印刷電路板的一側(cè)，而將視頻信號處理模塊置于另一側(cè)。 電源布線電源與地的設(shè)計(jì)是電路設(shè)計(jì)中最關(guān)鍵的環(huán)節(jié)之一。③ 芯片供電引腳（模擬和數(shù)字）加濾波電容（），并且布板時(shí)要盡量靠近供電引腳。好的布線能減少信號傳輸過程中干擾的作用，減少信號畸變。折線，減少信號線上的電阻突變。④ 特別重要的信號線實(shí)施地線包圍措施，即包地處理。對干擾特別敏感的元件（如PLL），用電源線U形包圍，與敏感器件的連接線從U形出口走線，其它信號線繞過U形線。 此外，晶振應(yīng)盡量靠近芯片晶振輸入引腳且連接線越短越好。 系統(tǒng)初始化在各模塊中，MC9S12DG128微控制器模塊是控制核心，其他模塊的初始化正是通過對單片機(jī)內(nèi)部設(shè)置實(shí)現(xiàn)的。n 時(shí)鐘設(shè)置單片機(jī)內(nèi)部的總線頻率為24MHz，CPU單元工作頻率是總線頻率的2倍為48MHz。216。此外，初始化時(shí)也對下面需用到的自變量進(jìn)行了定義與賦初值，在此不作贅述。定時(shí)完成后產(chǎn)生中斷，中斷程序?qū)㈥P(guān)閉定時(shí)中斷，同時(shí)開啟行同步信號的中斷。定時(shí)器中斷程序?qū)⑼瓿梢曨l信號的二值化，即圖像采集工作。 黑線中心檢測算法本方案檢測黑線中心位置算法的大體思想如下。根據(jù)該行獲得的黑線左、右邊界位置來確定下一行檢測的左、右邊界值。黑線中心的檢測算法流程圖如圖43所示。從最遠(yuǎn)一行圖像開始，根據(jù)上文提到的標(biāo)志位判斷該行是否為有效行，如果不是有效行，則判斷下一行，直到找到第一個(gè)有效行。對于電機(jī)的速度控制[4]，本方案的大體思想是，首先，在起始時(shí)給定小車的運(yùn)行速度。 圖44 電機(jī)及舵機(jī)控制算法流程圖第五章 模型車機(jī)械部分設(shè)計(jì)及主要參數(shù)說明 車模安裝按照組委會對車模機(jī)械部分的要求，本著使模型車行駛過程中阻力小，穩(wěn)定性強(qiáng)的原則對車模進(jìn)行了安裝，對差速度器進(jìn)行了調(diào)節(jié)。圖51 CCD視場示意圖 電路板布局與安裝本方案設(shè)計(jì)將LM188圖像二值化模塊，MC33886模塊，MC34063A模塊電路分別單獨(dú)制作一塊小的印刷電路板，同時(shí)單獨(dú)做一塊大印刷電路板，主要是完成各模塊間連接，以及模塊供電作用。n 電路功耗約12W ，；n 僅使用一個(gè)黑白面陣CCD作為圖像檢測傳感器；n 除了車模原有的驅(qū)動(dòng)電機(jī)、舵機(jī)之外沒有再使用其它伺服電機(jī)；n CCD檢測范圍近似為下底25cm，上底44cm，高32cm的梯形，圖像分辨率為6432，圖像場掃描頻率為25Hz。二值化后的圖像能夠抑制反光和其它不利干擾，減少圖像識別本身的缺點(diǎn)。調(diào)試過程中，我們利用開發(fā)板的I/O口外接了一塊LCD顯示采集的二值化圖像，直觀的反映圖像的效果。我們繪制了舵機(jī)控制的開環(huán)特性曲線，在與圖像反饋形成閉環(huán)之后，根據(jù)特性曲線修正舵機(jī)的輸出位置，以達(dá)到提高舵機(jī)彎道適應(yīng)能力的目的。如何在各種限制下，揚(yáng)長避短，充分發(fā)揮驅(qū)動(dòng)的電機(jī)的性能是我們需要解決的問題。我們通過大量試驗(yàn)獲得了驅(qū)動(dòng)電機(jī)速度和舵機(jī)控制特性之間的組合數(shù)據(jù)，為選擇驅(qū)動(dòng)電機(jī)和舵機(jī)的最佳組合，提高車模速度并拐出漂亮的彎提供了強(qiáng)有力的支持！參考文獻(xiàn)【1】孫景琪等，視頻技術(shù)與應(yīng)用. 北京工業(yè)大學(xué)出版社，【2】陶永樂，新型PID控制及其應(yīng)用（第二版）. 機(jī)械工業(yè)出版社，【3】孫忠獻(xiàn)，電機(jī)技術(shù)與應(yīng)用. 福建科學(xué)技術(shù)出版社，【4】王益全，電動(dòng)機(jī)原理與實(shí)用技術(shù). 科學(xué)出版社，【5】俞斯樂等，電視原理（第五版）. 國防工業(yè)出版社，【6】邵貝貝，單片機(jī)嵌入式應(yīng)用的在線開發(fā)方法. 清華大學(xué)出版社，【7】Motorola MC9S12DG128 Device User Guide Motorola, Inc 【8】National Semiconductor LM1881 Video Sync Separator 【9】Freescale Semiconductor MC33886 Technical Data 【10】BurrBrown REG1117 Data Sheet 1999【11】Motorola MC34068A DCDC Converter Control Circuits 【12】 查找網(wǎng)上相關(guān)資料 附錄 附錄附錄一：代碼設(shè)計(jì)。variablesL_CNT EQU $2000P_CNT EQU $2001SEC_P EQU $2002CHECKL EQU $2004CHECKR EQU $2006 BKLE EQU $2008 BKRE EQU $2009 FINISH EQU $200BBKM_P EQU $200C LINE_P EQU $2010BK_CNT EQU $2012PNUM EQU $2013RESULT EQU $2014BLANKCNT EQU $2015 ORG ROMSTART ENTRY。************************************************************定時(shí)器初始化 LDAA $FF STAA TIOS LDAA $00 STAA TIE LDAA $03 STAA TSCR2 LDAA $80 STAA TSCR1 。JMP $F000 LDAA FINISH CMPA $