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作者：北京邮电大学 谭斯屿 冯君伟 赵松敏

指导教师：高荔

作品简介

　　摘要

　　本文以第六届飞思卡尔智能车竞赛为背景,介绍了北京邮电大学智能车摄像头PICACHU组的同学进行赛车调试和改装的过程。比赛采用大赛组委会提供的 1:12 仿真车模, 以freescale 半导体公司的 MC9S12XS128 单片机为核心,通过摄像头检测车模视野范围内的路况和赛车运动方向,结合相应算法完成路线识别和行进控制。

　　在摄像头识别路线方案当中,黑线的提取显得尤为重要。我们使用外部AD结合动态阈值和区域搜索进行黑线的提取,经过大量的验证,证明可行可靠。为了在赛场可以脱离电脑进行参数修改，我们开发了单片机片内FLASH，以便使用键盘修改参数。

　　为提高赛车的稳定性和速度,我们降低了模型车重，以获得更好的加减速效果。摄像头连杆使用碳纤维材料固定，稳定可靠。为更好的分析这些数据,我们 MATLAB 软件观测摄像头采集的灰度图像，用于车模调试。在 进行大量的数据分析以及调试之后,证明该方案可行有效。

　　第一章 引 言

　　“飞思卡尔”智能汽车以飞思卡尔 16 位微控制 MC9S12XS128 作为核心控制 单元,电机驱动方案使用BTS7970构成的4半桥模式,采用 CCD 摄像头采集图像循线,实现了通过 PD 控制算法解决跑道的类型区分的难题;同时,采用 PWM 和 PD 及 P 技术,控制舵机的转向和电机转速。系统还使用了Nokia 5110液晶 和由ZLG7289构成的按键模块作为人机操作界面,以便于智能小车的调试与相关参数调整。此外,硬件系统经过长期调试和优化，使用双路电源供电，从根本上避免了小车因受到干扰而出现重启或死机等不能正常运行情况的出现。

　　在我们的智能车里面,图像采集和处理及电源系统作为最关键的两个部分,对其处理的好坏直接决定了小车运行状态和动态性能。本文将重点分析以上两个重要因素,详细介绍视频的模拟优化处理和视频 ADC 的参数设计还电源系统的优化。

　　本技术报告以智能小车的设计为主,包括小车的前期构架设计、软硬件设计,以及控制算法研究等。其中,第一章为引言部分;第二章主要介绍了小车的总体方案以及对单片机资源的分配作出说明。第四章对小车的硬件设计进行详细的介绍,重点覆盖电路的设计和实际参数调试;第五章描述了小车的软件设计和相关算法。第六章中叙述了我们在调试智能车的过程中遇到的问题和实际解决方法。

全文请访问：北京邮电大学-PICACHU技术报告.pdf。