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第五届“飞思卡尔”杯—摄像头组-北京科技大学天津学院-雷霆队

高工
2014-01-22 14:35:06    评分

作者:北京科技大学天津学院  齐亚楠  赵泽中  马婧

指导教师:焦万铭

      作品简介

 

  引言


  全国大学生智能汽车比赛是经全国高等教育司研究,委托高等学校自动化专业教学指导分委会主办的,旨在培养创新精神、协作精神,提高工程实践能力的科技活动。

比赛要求在组委会提供统一智能车竞赛车模、单片机HCS12X开发板、开发软件Code Warrior和在线调试工具的基础上制作一个能够自主识别路线的智能车,它将在专门设计的跑道上自动识别道路行驶。中心目标是不违反大赛规则的情况下以最短时间完成单圈赛道。

       这份技术报告中,我们小组通过对整体方案、电路、算法、调试、车辆参数的介绍,详尽地阐述了我们的思想和创意,具体表现在电路的创新设计,以及算法方面的独特想法,而对单片机具体参数的调试也让我们付出了艰辛的劳动。这份报告凝聚着我们的心血和智慧,是我们共同努力后的成果。


系统设计思路

1.1系统分析

       全国大学生智能汽车竞赛由大赛组委会统一提供竞赛车模,参赛队伍以飞思卡尔公司生产的微控制器作为核心控制单元,自主构思控制方案及系统设计,包括传感器信号采集处理、驱动电机和转向舵机的控制等,以比赛完成时间短者为优胜者。其中赛道是白色底板铺设黑色引导线,赛道宽度不小于50cm,黑色引导线宽度为25mm

       我们分析了前几届比赛的各个队伍的优缺点,并展望了智能车的发展方向,比较了光电传感器和CMOS图像传感器的优缺点。红外传感器相对简单,程序处理也相对简单,但是前瞻距离小;CMOS图像传感器前瞻距离大,采样信息量大,便于分析前方路径信息,但是其程序处理相对复杂,时序控制要求严格,对单片机速度要求较高。

       在这种竞速的比赛中,因为智能车系统在动作决策方面会有一定的延时,因此要想让车跑的更快,车的前瞻是个很重要的因素。而且,对前方路径分析越清楚,那么动作决策的灵活性就越好。基于以上的考虑以及今后技术发展方向,我们决定采取以CMOS图像传感器为基础的智能车系统。

1.2系统结构图

       本智能车系统以MC9S12XS128单片机为核心控制单元,采用摄像头作为识别赛道的传感器,使用由AD8032组成的滞回比较器对摄像头输出的模拟图像信号进行二值化,提取黑色引导线,通过光电编码器检测模型车的速度,使用PID闭环控制算法,通过PWM波调节驱动电机的转速和转向舵机的角度。此外,使用无线模块进行智能车与上位机之间的通信,方便测试。


全文请访问:北京科技大学天津学院摄像头组技术报告.doc




关键词: MC9S12XS128     PID     智能汽车    

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