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作者：河北大学 王建成 白跃 张正

指导教师：王立玲 董丽梅

     作品简介

     摘要

　　本文设计的智能车系统以MC9S12XS128微控制器为核心控制单元，以CodeWarrior IDE作为集成开发环境，通过OV7620数字摄像头检测赛道信息，使用光电编码器检测智能车的实时速度，采用PID控制算法调节驱动电机的转速，实现了对智能车运动速度和运动方向的闭环控制。为了提高智能车的运行速度，使用BDM、视频卡模块、无线串口、液晶屏等调试工具，进行了大量硬件与软件调试。实验结果表明，该系统设计方案稳定可靠。

　　第一章 引言

　　1.1 智能车系统概述

　　根据竞赛规则及性能要求，在组委会指定的模型车平台上，构建完整的智能车系统。智能车系统以飞思卡尔半导体公司的16位微控制器MC9S12XS128为核心控制单元，采用CMOS摄像头检测赛道信息，通过特定的程序算法提取黑色引导线，进而识别赛道，通过光电编码器检测智能车的实时速度，采用PID控制算法调节驱动电机的转速和转向舵机的角度，实现了对智能车运动速度和运动方向的闭环控制。整个系统设计包括机械结构设计、硬件系统设计和软件系统设计。车身机械结构设计主要包括摄像头及编码器的安装、舵机固定和前轮调节等;硬件系统设计完成了电源管理模块、单片机系统模块、图像采集模块、电机驱动模块、速度检测模块、舵机控制模块和辅助调试模块等电路的设计;软件系统设计完成了各功能模块的算法及程序设计，包括图像采集算法设计、黑线提取算法设计以及舵机和电机的PID控制算法设计。所设计的系统经过测试，智能车能够快速安全的行驶。

　　1.2 主要结构介绍

　　报告针对第七届“飞思卡尔”杯智能汽车竞赛从准备到制作完成阶段的各个方面做了详细的介绍。采用先总后分的结构，即先对系统总体设计进行介绍，然后分别对机械结构、硬件电路、软件算法、调试过程、技术参数等分别进行了阐述，突出强调了系统机械设计、软件算法设计和调试方法。

　　全文共分为八章。第一章为引言，介绍了智能车系统概述、文献资料参考和全文的安排。第二章为智能车的总体设计，对智能车设计原则，思想进行了总的概括。第三章论述了对智能车机械结构的一些应用性的调整和优化。第四章主要阐述各个系统硬件模块的设计和实现。第五章主要阐述了系统的软件设计，包括各种控制算法设计流程。第六章主要阐述了系统的调试方法和各种相关的调试工具。第七章列举了智能车的主要技术参数。第八章进行了总结，包括我们在制作和调试中得出的一些结论和存在的一些问题及进一步改进的方向。

　　文中穿插了我们在智能车制作过程中的一些心得和体会，总结了我们在制作和试验过程中所得出的一些结论。

全文请访问：摄像头-河北大学-雷电队.pdf。