【正文】 .................................................................. 5 驅(qū)動模塊 ............................................................................................................ 5 測速模塊 ............................................................................................................ 6 賽道圖像采集模塊 .............................................................................................. 7 攝像頭工作原理 ........................................................................................ 7 攝像頭的選擇 ............................................................................................ 8 LM1881 視頻同步信號分離芯片 ................................................................. 9 采樣電路的設(shè)計(jì) ...................................................................................... 10 攝像頭的安裝 .......................................................................................... 12 第四章 智能汽車軟件設(shè)計(jì) ............................................................................................. 13 智能車軟件系統(tǒng)總體流程圖 .............................................................................. 13 賽道識別 .......................................................................................................... 13 圖像分割 ........................................................................................................ 14 指引線信息提取 ............................................................................................. 14 交叉線、起始 線的識別 ..................................................................................... 15 賽道參數(shù)計(jì)算 ................................................................................................... 18 賽道中心位置的計(jì)算 ............................................................................... 18 偏航距離的計(jì)算 ...................................................................................... 19 曲率半徑的計(jì)算 ...................................................................................... 19 控制算法的實(shí)現(xiàn) ................................................................................................ 20 第五章 開發(fā)流程 ........................................................................................................... 21 編譯環(huán)境 .......................................................................................................... 21 下載調(diào)試 .......................................................................................................... 21 無線調(diào)試模塊 .......................................................................................... 21 上位機(jī)調(diào)試單元 ...................................................................................... 23 第六章 總結(jié) .................................................................................................................... I 參考文獻(xiàn) ........................................................................................................................ II 附錄 .............................................................................................................................. III 1 第一章 引言 智能汽車制作情況概 述 智能汽車 以 比賽組委會提供的 飛思卡爾 16位微控制 MC9S12XS128B為控制器，采用 CMOS傳感器進(jìn)行信息采集 、檢測車模的運(yùn)動位置和運(yùn)動方向 。 系統(tǒng)還擴(kuò)展了 LED和鍵盤模塊作為人機(jī)操作界面，以便于智能小車的相關(guān)參數(shù)調(diào)整。對于 S12 芯片的寄存器設(shè)置和操作，參考了 飛思卡爾 的 S12用戶使用手冊。 邵貝貝 [1]文中詳細(xì)介紹了如何在 S12 系列單片機(jī)上進(jìn)行程序代碼編譯和 CodeworriorIDE 編譯器使用方法， 對程序調(diào)試和軟 件開發(fā)提供了很好的參考 。其中，第一章為引言部分，第二章主要介紹了小車的總體設(shè)計(jì) 方案以及車模的相關(guān)參數(shù) ，第三章對小車的硬件設(shè)計(jì)進(jìn) 行了詳細(xì)的介紹，其中包括機(jī)械改造，電路設(shè)計(jì)兩大部分，第四章對 小車的軟件設(shè)計(jì) 思想 和相關(guān)算 法 進(jìn)行介紹，第五章 詳細(xì)介紹了賽車系統(tǒng)開發(fā)的調(diào)試工具、軟件和各種調(diào)試手段和方法， 對小車的開發(fā)調(diào)試等進(jìn)行 說明，第六章敘述了我們在設(shè)計(jì)過程中遇到的問題和解決方法。因此，能沿著黑色指引線自動行駛是前提，未取得較好的成績還得盡量提高智能小車的運(yùn)行速度。其中 S12 單片機(jī)是系統(tǒng)的核心部分。各個模塊的作用如下所示：第二章 智能汽車系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì) 3 ：在該模塊中對采集到的信息進(jìn)行處理，一次信息來判斷當(dāng)前智能小車 所出賽道的變化趨勢、小車的當(dāng)前速度機(jī)轉(zhuǎn)角的信息。 ：信息處理模塊包括信息處理和控制模塊，其核心是 MCU， MCU接收到采集來的信號，對信號進(jìn)行處理后作出判斷，并發(fā)出控制命令。 4. 執(zhí)行模塊：在該模塊中包括了驅(qū)動電機(jī)和舵機(jī)，當(dāng)接收到 單片機(jī) 的命令后便執(zhí)行相應(yīng)的操作，同時(shí)信息采集模塊又采集到電機(jī)和舵機(jī)的狀態(tài)信息，反饋給單片機(jī) 。 5. 人機(jī)交互模塊：該模塊包含了按鍵輸入與 LED顯示等功能模塊，其中按鍵用于調(diào)節(jié)小車的工作模式， LED顯示小車的一些當(dāng)前參數(shù)，便于實(shí)時(shí)觀測小車的運(yùn)行狀態(tài)。我們在參考往屆賽隊(duì)的基礎(chǔ)上，通過不斷實(shí)踐 將小車的機(jī)械結(jié)構(gòu)調(diào)整到最佳的狀態(tài)。鑒于此，我們調(diào)整了小車的前輪主銷傾角，使之成為“八”字形，這樣就大大的增大了小車的前輪與地面的摩擦力。為此我們在參考往屆賽隊(duì)的基礎(chǔ)上，根據(jù)小車的實(shí)際特點(diǎn)，將小車的力臂進(jìn)行了適當(dāng)?shù)募娱L，并且將舵機(jī)由平放改為了豎直放置。經(jīng)過第一節(jié) 全國大學(xué)生智能 汽 車邀請賽技術(shù)報(bào)告 4 反復(fù)試驗(yàn)，我們將 差速調(diào)整到一個比較合適的程度。根據(jù)舵機(jī)驅(qū)動的原理，舵機(jī)的控制周期是 20ms,，在一定范圍內(nèi)，占空比決定著舵機(jī)的舵角。我們將 PP4 和 PP5 合成了一路 16 位的PWM 發(fā)生器，并由 PP5 輸出。為此我們直接使用電池電壓給舵機(jī)供電。在準(zhǔn)備過程中我們反復(fù)試驗(yàn)了若干的電機(jī)驅(qū)動芯片，都沒有達(dá)到滿意的效果。我們在參考往屆賽隊(duì)的基礎(chǔ)上，采用了 MC33886 電機(jī) 驅(qū)動芯片，但單片驅(qū)動芯片容易發(fā)熱 ，最后我們采用了 4 片 33886 并聯(lián)的方式驅(qū)動電機(jī)。 PP0和 PP1 合成 16 位的 PWM 發(fā)生器并由 PP1 輸出控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速。在初