【導(dǎo)讀】第四屆“飛思卡爾”杯全國(guó)大學(xué)生。本人完全了解第二屆“飛思卡爾”杯全國(guó)大學(xué)生智能汽車邀請(qǐng)賽關(guān)保留、使用技術(shù)報(bào)告和研究論文的規(guī)定，即：參賽作品著作權(quán)歸參賽者本人，比賽組。委會(huì)和飛思卡爾半導(dǎo)體公司可以在相關(guān)主頁(yè)上收錄并公開參賽作品的設(shè)計(jì)方。案、技術(shù)報(bào)告以及參賽模型車的視頻、圖像資料，并將相關(guān)內(nèi)容編纂收錄在組。委會(huì)出版論文集中。

　　

【正文】 CodeWarrior IDE 下進(jìn)行的，包括原程序的編寫、編譯、鏈接，最終生成可執(zhí)行性文件。 CodeWarrior IDE 能夠自動(dòng)檢查代碼中的明顯錯(cuò)誤，它通過(guò)一個(gè)集成的調(diào)試和編譯器來(lái)掃描程序代碼，并顯示其中的錯(cuò)誤，然后編 譯并鏈接程序以生成能夠執(zhí)行的程序。 CodeWarrior for S12 是面向以 HC1和 S12為 CPU的單片機(jī)嵌入式應(yīng)用開發(fā)軟件包。包括集成開發(fā)環(huán)境 IDE、處理器專家?guī)?、全芯片仿真、可視化參?shù)顯示工具、項(xiàng)目工程管理器、 C交叉編譯器、匯編器、鏈接器以及調(diào)試器。 使用 BDM來(lái)下載程序，把編譯好的程序下載到單片機(jī)里運(yùn)行 。 下載調(diào)試 調(diào)試器我們采用的是組委會(huì)提供的 BDM 調(diào)試器，配合 CodeWarrior 開發(fā)環(huán)境，進(jìn)行單片機(jī)的開發(fā)， 調(diào)試界面 如圖 所示 ： 無(wú)線調(diào)試模塊 為了實(shí)時(shí)監(jiān)控小車的各項(xiàng)參數(shù)，我們采用了基于 ZigBeen 技術(shù)的無(wú)線調(diào)試模塊，經(jīng)過(guò)適當(dāng)?shù)嘏渲?，配合單片機(jī)串口和我們自行開發(fā)的上位機(jī)調(diào)試軟件。不但可以實(shí)時(shí)觀察賽車的各項(xiàng)參數(shù)， 還可以在線修改智能車的各項(xiàng)參數(shù)。避免了頻繁下載程序的問(wèn)題。 我們使用的無(wú)線調(diào)試模塊 如圖 所示 ： 第一節(jié) 全國(guó)大學(xué)生智能汽車邀請(qǐng)賽技術(shù)報(bào)告 22 圖 下載 調(diào)試界面 圖 無(wú)線調(diào)試模塊 第五章 開發(fā)流程 23 上位機(jī)調(diào)試單元 為方便調(diào)試，我們用 VC 編寫了 智能車調(diào)試軟件， 調(diào)試界面 如圖 所示 ： 圖 上位機(jī)調(diào)試界面 I 第六章 總結(jié) 在本次比賽中，經(jīng)過(guò)精心準(zhǔn)備，我們初步完成了智能小車的制作，包括智能小車的車模安裝、機(jī)械結(jié)構(gòu)的調(diào)整、軟硬件的設(shè)計(jì)，達(dá)到了比賽的今本要求。 在制作過(guò)程中的主要難點(diǎn)與解決辦法： 1. 視頻信號(hào)采集和處理。由于 S12 芯片處理能力的限制，所以需要選擇合適的攝像頭型號(hào)，然后根據(jù)其視頻信號(hào)的特點(diǎn)選擇 1881 作為其信號(hào)分離芯片。而在軟件算法方面，則需要做到圖像信號(hào)采集和處 理的同步。為此，在硬件電路的設(shè)計(jì)上，根據(jù)視頻信號(hào)特點(diǎn)，采用了硬件中斷方式來(lái)完成對(duì)視頻信號(hào)的采集。最終轉(zhuǎn)化成為便于處理的 2 維數(shù)組。 2. 彎直道路況信息判斷。為了賽車能夠以最快速度完成整個(gè)比賽，那么在不同的線路上采用不同的速度、轉(zhuǎn)向控制策略就顯得尤為重要了。因此，結(jié)合攝像頭方案的特點(diǎn)，采用黑線提取算法得到的路線信息，求其平均位置，然后各點(diǎn)與平均位置的位移之和作為判斷參數(shù)。通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)決定各種彎道、直道的參數(shù)特征，然后根據(jù)參數(shù)特征來(lái)劃分賽道。從而做到彎道、直道的速度和轉(zhuǎn)向準(zhǔn)確可靠控制 但是由于時(shí)間有限，系 統(tǒng)中尚存在許多問(wèn)題有待改進(jìn)： 1. 抗干擾處理。賽車在賽道上會(huì)遇到各種情況，如交叉線、斷續(xù)線，以及還有實(shí)驗(yàn)賽道上的干擾點(diǎn)，以及由環(huán)境光線不均勻造成的干擾。如何確保在任何情況下都能識(shí)別出賽道，或者判斷出賽車在場(chǎng)上的位置，需要做進(jìn)一步的努力。 2. 參數(shù)計(jì)算的準(zhǔn)確性。雖然實(shí)現(xiàn)了斜率和曲率的計(jì)算，但是其精度仍然不夠理想，特別是在能夠識(shí)別的路徑比較段的情況下，計(jì)算出的數(shù)據(jù)與實(shí)際有很大的偏差。筆者曾設(shè)想了一種基于最小二乘法捏合圓的方法，但是發(fā)現(xiàn)計(jì)算及其復(fù)雜，簡(jiǎn)化了條件后得出的結(jié)果又不夠理想。這個(gè)方面值得繼續(xù)探索。 3. 控制算法的改進(jìn)。本系統(tǒng)采用了雙閉環(huán)加前饋的控制方法，這在控制算法中是比較復(fù)雜的，實(shí)際應(yīng)用也驗(yàn)證了效果的良好，但是仍然存在不盡如人意的地方。 II 參考文獻(xiàn) [1] 邵貝貝 . 單片機(jī)嵌入式應(yīng)用的在線開發(fā)方法 . 北京：清華大學(xué)出版社 . 2020 年 10 月 第 1 版 [2] Freescale Semiconductor, Inc. MC9S12XS256 Device User Guide [3] 黃萍莉，越軍，圖像傳感器 CMOS 技術(shù)，信息記錄材料， 2020.(1)。 [4] 劉立萍，吳立德，圖 像分割中閾值選取方法比較研究，模式識(shí)別與人工智能， 1997， 1（ 3）： 271277 [5] 應(yīng)駿，葉秀清，顧偉康，一個(gè)基于知識(shí)的邊沿提取算法，中國(guó)圖象圖形報(bào)， 1999， 4A（ 3）： 239~242 [6] 邱建，劉文權(quán)，郭小勤，基于 CMOS 圖像的模型小車系統(tǒng)轉(zhuǎn)向控制研究，深圳大學(xué)，2020 [7] 王曉明 . 電動(dòng)機(jī)的單片機(jī)控制 [M]．北京 . 北京航空航天大學(xué)出版社． 2020 [8] 童詩(shī)白，華成英．模擬電子技術(shù)基礎(chǔ) [M]．北京 . 高等教育出版社． 2020 [9] Brown M A, Blackwell K T, Khalak H G. MultiScale Edge Detection and Feature Binding: An Integrated Approach. Pattern recognition. 1998, 31(10), 14791490 [10] National Semiconductor. LM1881 Video Sync Separator General Description. April 2020 III 附錄 include /*AD 模塊初始化 */ void Ad_Init() { ATD0CTL0 = 0X01。 ATD0CTL1 = 0X00。 /*8 位的分辨率 采樣前電容不充電 */ ATD0CTL2 = 0X20。 /*停止模式下繼續(xù)轉(zhuǎn)換，禁止外部觸發(fā)，轉(zhuǎn)換結(jié)束禁止中斷，禁止比較匹配中斷 */ ATD0CTL3 = 0X88。 /*結(jié)果右對(duì)齊，轉(zhuǎn)換序列為 1，凍結(jié)模式繼續(xù)運(yùn)行 */ ATD0CTL4 = 0X00。 /*第二階段 4 時(shí)鐘模式， ATD 時(shí)鐘 20M ,轉(zhuǎn)換時(shí)間 */ ATD0CTL5 = 0X20。 /*單通道，連續(xù)模式 */ } /*查詢方式進(jìn)行一次 AD 轉(zhuǎn)換 */ unsigned char Get_Ad(void) { unsigned char Ad_val。 while(!(ATD0STAT0amp。(17)))。 /*等待轉(zhuǎn)換完成 */ Ad_val= ATD0DR0。 Clr_Ad_Flg。 /*清除完成標(biāo)志 */ return(Ad_val)。 } 驅(qū)動(dòng)源代碼如下： IV ifndef _PWM_H_ define _PWM_H_ include include /*pwm 寄存器的一些宏 */ /*PWME*/ define PWME1 1 define PWME3 3 define PWME5 5 /*PWMPOL*/ define PPOL1 1 define PPOL3 3 define PPOL5 5 /*PWMCLK*/ define PCLK1 1 define PCLK3 3 define PCLK5 5 /*PWMCAE*/ define CAE1 1 define CAE3 3 define CAE5 5 /*PWMCTL*/ define CON01 4 V define CON23 5 define CON45 6 define Start_Car PTP = (13)amp。(~(12)) /*啟動(dòng)小車 */ define Stop_Car PTP = (13)|(12) /*停止小車 */ define Back_Car PTP = (~(13))amp。(12) /*啟動(dòng)小車 */ /*函數(shù)聲明 */ void Pwm_Set()。 void Set_Speed( word speed)。 void Set_Direction(word direction)。 endi include /*AD 模塊初始化 */ void Ad_Init() { ATD0CTL0 = 0X01。 ATD0CTL1 = 0X00。 /*8 位的分辨率 采樣 前電容不充電 */ ATD0CTL2 = 0X20。 /*停止模式下繼續(xù)轉(zhuǎn)換，禁止外部觸發(fā)，轉(zhuǎn)換結(jié)束禁止中斷，禁止比較匹配中斷 */ ATD0CTL3 = 0X88。 /*結(jié)果右對(duì)齊，轉(zhuǎn)換序列為 1，凍結(jié)模式繼續(xù)運(yùn)行 */ ATD0CTL4 = 0X00。 /*第二階段 4 時(shí)鐘模式， ATD 時(shí)鐘 20M ,轉(zhuǎn)換時(shí)間 */ ATD0CTL5 = 0X20。 /*單通道，連續(xù)模式 */ } /*查詢方式進(jìn)行一次 AD 轉(zhuǎn)換 */ unsigned char Get_Ad(void) { unsigned char Ad_val。 while(!(ATD0STAT0amp。(17)))。 /*等待轉(zhuǎn)換完成 */ VI Ad_val= ATD0DR0。 Clr_Ad_Flg。 /*清除完成標(biāo)志 */ return(Ad_val)。 }