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作者：哈尔滨工程大学  刘轻尘  梁显超  王彦清

指导教师：张爱筠  管凤旭

      作品简介

第一章 前言

　　本文详细介绍了我们为第五届全国智能车大赛而准备的智能车系统方案。该系统以 Freescale16 位单片机 MC9S12XS128MAA 作为系统控制处理器，采用基于的摄像头的图像采样模块获取赛道图像信息，通过软件算法提取赛道黑线，识别当前所处赛道，算出小车与黑线间的位置偏差，采用 PID 方式对舵机转向进行控制。通过光电编码器实时获取小车速度，形成速度闭环控制。调试过程中应用SD 卡与上位机辅助。小车还将通过特定算法分析出前方的路况，并根据路况的不同而为小车分配以不同的速度。文中将介绍赛车机械结构和调整方法，赛车转向模块和驱动模块的设计、参数和有关测试，图像采样模块的摄像头工作机制以及安装选型、采样电路设计和采样策略。我们将说明本系统的舵机转向策略、速度闭环控制与速度分配策略。除智能车系统本身的介绍外，我们还将详细叙述该系统开发过程中所用到的开发工具、软件以及各种调试、测试手段方法。
关键词：智能车系统 图像采样 控制策略(识别和变参数控制) 调试测试 Freescale16 位单片机

第二章 智能汽车整体设计 2.1 路径识别的方案设计论证
2.1.1 摄像头选择
       由于对车体的控制方法都是基于对赛道黑线的准确提取与判断上的，所以对外界信息采集的唯一入口的摄像头传感器选择就显得尤为重要。本次比赛所选用的摄像头为CCD 摄像头，在以往的比赛中，我们学校选用过CMOS 数字摄像头。相比较而言，CMOS 数字摄像头硬件电路相对简单，工作电压低，电流小，功耗小，工作稳定。但是在动态图像的现实中不如CCD 摄像头清晰，车子在高速情况下，不仅有车子沿赛道延伸方向的速度，还有位置校正带来的横向摆动，这样一来，黑线在曝光时间内不稳定，产生了图像不实。在这一点CCD 摄像头有更大的优势。所以我们选择CCD 摄像头，以适应高速情况。
2.1.2 图像采集方案
       对由摄像头输出的PAL 制式模拟视频信号的采集，我们尝试了变阈值硬件二值化，LM1881 与外部AD 采集方案。在此期间我们尝试了应用单片机自带AD，但由于其采样频率较低，最后采用采集频率最高可达到20M 的TLC5510 来进行采样采样处理。经过比对，最终该决定采用该方案。

全文请访问：哈尔滨工程大学极品飞车1号技术报告.pdf