【正文】 傳送到智能小車控制總系統(tǒng)中，配合智能小車上安裝的紅外線測距傳感器、超聲波測距傳感器等多種傳感器進行信息分析處理，并依據(jù)對其處理結(jié)果對下位機發(fā)出指令，控制智能小車電機驅(qū)動器等執(zhí)行裝置，共同完成智能小車的避障。 其他配件智能小車動力采用36V直流充電電瓶，MVC1000SA數(shù)字圖像攝像機使用12V直流供電。本文主要針對自主開發(fā)的智能小車，選用新型高集成度的硬件設(shè)備，配合以VC++模塊化程序設(shè)計的軟件系統(tǒng)進行視覺系統(tǒng)的開發(fā)。首先介紹了智能小車視覺監(jiān)控系統(tǒng)的硬件構(gòu)成。這幾個月來，從最初的選題、查找資料、撰寫開題報告、選擇零件設(shè)備、學習軟硬件的使用、測試、撰寫初稿、以及后期的論文修改，無時無處不存在盧教授的幫助和指導(dǎo)，這一幕幕都在我的腦海中留下了深深的印象，這讓我的心中有著無限的感激和感動。電機選擇的是兩輪獨立的直流伺服電機，通過控制兩個輪不同的轉(zhuǎn)速來改變方向。表52 小車B循跡測試結(jié)果第一圈 第二圈 第三圈 第四圈 第五圈 1 完成 完成 完成 完成 完成 完成 完成 完成 完成 完成 完成 完成 完成 完成 完成 完成 完成 完成 完成 完成 完成 完成 完成 完成 完成 完成 完成 完成 完成 完成 完成 完成 完成 完成 完成卡頓完成 完成 完成 完成系統(tǒng)性能測試，結(jié)果如表53所示。圖46 藍牙通信流程圖 本章小結(jié)本章首先介紹了針對軟件設(shè)計的要求、過程等注意事項，然后系統(tǒng)的介紹了針對本設(shè)計的軟件結(jié)構(gòu)各個模塊的設(shè)計方案、思路，并列出了各個主要模塊的設(shè)計流程圖。 位置判斷流程圖位置判斷流程圖如圖44所示。在此設(shè)計中，整個軌道共有8個定位點。圖41系統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu)圖 主要模塊的實現(xiàn) 循跡流程圖如圖42所示。此外，在用C語言進行程序設(shè)計時，具體步驟如下： ，確定軟件所要實現(xiàn)的功能。圖33 藍牙引腳原理圖此藍牙在配對成功后的使用方法與串口的使用方法一樣，故同樣是將藍牙接口TXD、VCC接高電平，GND接地即可正常使用。在小車運行過程中。由QTI循跡模塊組成的循跡電路進行實時監(jiān)測，不斷判斷小車的位置，并將檢測到的信息發(fā)回給單片機，單片機經(jīng)過運算后，發(fā)送PWM波給電機，從而控制小車速度、啟停、轉(zhuǎn)彎、直線行駛等。一方面，可以保證小車電壓穩(wěn)定，設(shè)備正常運行而不會斷電。根據(jù)反射光強度的不同，從而導(dǎo)致傳感器輸出的變化。2 功能分析根據(jù)設(shè)計內(nèi)容的要求，采用基于單片機的控制方式，使用藍牙設(shè)備進行通信。本設(shè)計是以電動小車為基礎(chǔ)，增加紅外傳感器，藍牙等。在這一階段，隨著計算機的應(yīng)用與傳感器技術(shù)的不斷發(fā)展，智能車的研究有了較大的進展，尤其在一些發(fā)達國家，取得了巨大的進步，促使智能車輛不斷深入各個實用領(lǐng)域。幸運的是，在最近幾年傳感器、單片機技術(shù)突飛猛進，受此影響，智能小車跟隨技術(shù)正在逐步從可能轉(zhuǎn)為現(xiàn)實。利用傳感器來有效地確定小車前進路徑、小車所在位置等信息。例如: for(a = 18。配置PWM前要先配置GPIO口，定義為PWM輸出，并選擇Timer的輸出模式為16位PWM，經(jīng)過三重配置才能正確輸出PWM信號。SysTickEnable()。/* 死循環(huán)，以等待JTAG連接 */ } SysCtlPeripheralDisable(KEY_PORT)。unsigned long IR_code_8 = 0。SysTickPeriodSet(600)。 gap if(start_flagamp。// 設(shè)置PD0為輸入類型 //forword //GPIOPinWrite(GPIO_PORTD_BASE , GPIO_PIN_0 , 0x00)。for(a = 18。4個32位Timer，每個都個拆分為2個獨立子定時器。智能小車的研究融入了機器人學、機電一體化技術(shù)、通訊與計算機技術(shù)、視覺與傳感器技術(shù)、智能控制與決策等多學科的研究成果，反映出一個國家信息與自動化技術(shù)的綜合實力。外接紅外線接收器，可以通過自制的紅外線遙控來控制小車的行為。/* 防止JTAG失效，重要！*/SystemInit()。// PD0輸出低電平 }IR_code_8 = 0。amp。break。}include include include include include include include include include include include include “”/* 定義按鍵 */ define KEY_PORT SYSCTL_PERIPH_GPIOG define KEY_PIN GPIO_PORTG_BASE , GPIO_PIN_5 define keyGet()GPIOPinRead(KEY_PIN)define IR_PORT SYSCTL_PERIPH_GPIOF define IR_PIN GPIO_PORTF_BASE , GPIO_PIN_1// 定義全局的系統(tǒng)時鐘變量unsigned long TheSysClock = 12000000UL。/*使能KEY所在的GPIO端口 */ GPIOPinTypeGPIOInput(KEY_PIN)。IntEnable(INT_GPIOF)。如TimerLoadSet(TIMER0_BASE , TIMER_BOTH , 60000)。當接收到32位數(shù)據(jù)后flag3置1，表示紅外碼結(jié)束，開始進行解碼。硬件部分包括控制電路，藍牙通信電路，路徑循跡電路，電源驅(qū)動電路，電機驅(qū)動電路等。在中國的一些大中型城市，由于嚴重的堵車問題，上、下班路途中所消耗的時間可能會長達數(shù)個小時。在這一時期，人們剛剛開始接觸研究智能車輛。設(shè)計的主要內(nèi)容是對電動車進行硬件電路與軟件的設(shè)計。主要采用如下技術(shù)：首先是選擇適當?shù)膫鞲衅?。因此，根?jù)實際條件，最終選擇在兩輛小車上各搭載一片ATMEL公司的AT89S52芯片作為每個小車的主控器件。 電機驅(qū)動模塊電機選擇：采用直流伺服電機，它主要通過接收脈沖來運轉(zhuǎn)。傳輸速度快，且可以加密，更加安全。圖32 QTI設(shè)備連接圖 驅(qū)動硬件設(shè)計電機選擇：采用直流伺服電機。 藍牙通信串口硬件設(shè)計本系統(tǒng)中兩輛小車需要在一定情況下進行通信，因而需要使用一個近距離的無線通信裝置。，即要求既要完成目標，又要以最簡潔的方式表述出來。，軟件布局要清晰。而當小車到達定位處時，四路QTI循跡裝置將全部探測到黑線，此時則應(yīng)向單片機發(fā)出計數(shù)自加指令后使小車繼續(xù)向前行駛。本設(shè)計是通過計算兩小車共檢測到的定位點數(shù)之差來判斷兩個小車的距離。圖45 軌道圖 藍牙通信流程圖在本設(shè)計中，兩個小車要通過相互協(xié)作來構(gòu)成一個智能小車系統(tǒng)，因此，在小車運行過程中，兩小車需要在必要的時刻相互通信并發(fā)送指令。然后再將小車A、B通過藍牙連接相互通信，測試整個系統(tǒng)的性能。但從整體來看，基本功能都可以正常實現(xiàn)，不影響觀測結(jié)果，系統(tǒng)基本能夠正常運行。 展望本智能小車系統(tǒng)最主要的前景是運用到無人駕駛汽車上。同時，在這一年里，我也查閱了不少的資料，這些資料使我的論文更加完整。智能小車視覺系統(tǒng)的總?cè)蝿?wù)是環(huán)境感知。經(jīng)過綜合考慮本實驗選用MVC1000SA數(shù)字攝像機，并同時選配LM12JCM的光學鏡頭。3智能小車視覺系統(tǒng)軟件設(shè)計 圖像處理顏色空間模型的建立由攝像機獲取智能小車前方目標圖像，因彩色圖像能夠反映更多的空間信息,本系統(tǒng)采用HSI顏色空間模型進行圖像分析與識別，但由于COMS攝像機采集的圖像是RGB格式，所以需要把RGB模型轉(zhuǎn)換為HSI顏色模型，然后再進行相關(guān)的圖像處理。本實驗中根據(jù)智能小車運行的特點：無固定場景，無指定路線等。通過設(shè)置默認對實時捕捉的頻率為每秒15幀。采用VC++來進行圖像編程的主要原因是，VC++在程序運行的效率、內(nèi)存使用的可控性和編程的靈活性上具有優(yōu)勢。此智能小車是基于單片機所設(shè)計的，具有自動尋跡能力，在實際的很多方面有應(yīng)用。原理，本系統(tǒng)的重要部分是傳感器，它對整個小車的定位起到很重要的作用，由傳感器檢測黑線的位置，其中黑線對光能吸收，白線對光反射。但是這種方案受光照影響很大，不能夠穩(wěn)定的工作。由于黑色車道對紅外線傳感器發(fā)出的光有吸收能力，白色地方對發(fā)出的光反射，從而當傳感器在不同的地方產(chǎn)生不同的信號，傳送個單片機。L298N是一個具有高電壓大電流的全橋驅(qū)動芯片，它相應(yīng)頻率高，一片L298N可以分別控制兩個直流1616點陣LED室內(nèi)電子顯示屏的設(shè)計單片機原理及應(yīng)用課程設(shè)計電機，而且還帶有控制使能端。其內(nèi)部具有2個完全相同的PWM功率放大回路。電動 機的轉(zhuǎn)速由單片機調(diào)節(jié)PWM信號的占空比來實現(xiàn)。鋰電池的電量比較足，并且可以充電，重復(fù)利用，因此，這種方案比較可行。調(diào)試過程中我們就發(fā)現(xiàn)了很重要的問題，由于對本設(shè)計的很多模塊的沒有共同的接地使得很多模塊無法工作，我們的解決辦法是12v的直流源穩(wěn)壓來供給所以的模塊，然后將所以的模塊連接共同的地。本次設(shè)計中，從中的體會很多本次的設(shè)計可以說設(shè)計到大學所學到的所有專業(yè)知識，是對大學所學知識的一個整體的回顧。sbit RM2=P1^2。while(1){if((L==1)amp。amp。(R==1))//小車左偏{RM1=0。RM2=1。}}delay(10)。該設(shè)計是結(jié)合科研項目而確定的設(shè)計類課題。舵機是一種俗稱，其實是一種伺服馬達。////電機位定義 sbit in2=P2^2。define uchar unsigned char//宏定義 uchar duoj,dianj,time0=0,time1=0,L=0,e=30。if(time1==dianj)in1=1。TH1=(65536340)/256。TR1=1。} //L1if(L7==0){duoj=6。} //L2if(L6==0){duoj=6。} //L3if(L5==0){duoj=7。}//l4//else {duoj=8。break。dianj=25。}} } }////////主函數(shù)結(jié)束。case 6:duoj=6。dianj=25。break。L=5。L=6。L=7。dianj=55。EA=1。in1=0。if(time0==duoj)moto=0。////光電管位定義 sbit L2=P1^1。它內(nèi)部有一個基準電路，產(chǎn)生周期為20ms，將獲得的直流偏置電壓與電位器的電壓比較，獲得電壓差輸出。整個系統(tǒng)的電路結(jié)構(gòu)簡單，可靠性能高。for(a=z。LM2=1。LM1=1。RM2=0。(R==1))//小車前進 {RM1=1。sbit LM2=P1^4。設(shè)計中要注意對每焊完一部分，都要獨立的進行檢查調(diào)試，及時的發(fā)現(xiàn)錯誤，及時的修改本次最重要的收獲是從中我們看到了團隊合作的重要性，任何事都不是一個人所能完成的，需要大家的共同努力才能獲得最后的成功。我們在檢驗時發(fā)現(xiàn)是由于在光耦芯片后部焊接沒有焊好，出現(xiàn)了虛焊。方案3：采用12V蓄電池為直流電機供電，將12V電壓降壓、穩(wěn)壓后給單片機系統(tǒng)和其他芯片供電。本系統(tǒng)中選用與MCS51系列完全兼容的AT89C52單片機，它是一種低功耗、高性能、CMOS八位微處理器。12個H橋的下側(cè)橋晶體管發(fā)射極連在一起，其輸出腳(1和15)用來連接電流檢測電阻。方案2：對于直流電機用分立元件構(gòu)成驅(qū)動電路。1616點陣LED室內(nèi)電子顯示屏的設(shè)計單片機原理及應(yīng)用課程設(shè)計最小系統(tǒng)最小系統(tǒng)是整個系統(tǒng)的心臟，我們采用的是AT89C52芯片。方案2：用RPR220型光電對管?？刂菩≤嚨姆较蛑饕沁\用pwm原理來控制電機的平均電壓，從而來控制電機的轉(zhuǎn)速，實現(xiàn)小車對黑線的實時跟蹤。此智能小車是基于STC89C52設(shè)計的具有自動尋跡能力的小車。