星空体育平台官网入口 智能车摄像头组技术报告.doc

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1.山东工商学院课程设计报告 设计名称：智能汽车设计与测试 课程名称：智能汽车设计与测试 班级： 姓名： 学号： 目录。第一章引言。 1.1 车辆设计的思考。第2章硬件设计。 2.1 汽车的机械改装。 2.1.1舵机的改造。 2.2 单片机系统设计。 11. 2.3 相机的比较与选择。 2.4 电机驱动电路设计。 2.5 电源模块设计。第3章软件设计。第 4 章 经验 经验。简介 智能汽车是当今车辆工程领域研究的前沿。它们体现了车辆工程、人工智能、自动控制、计算机等学科理论技术的交叉与综合。它们是未来汽车发展的趋势。全国大学生高中生智能汽车大赛

2、对于在校学生来说，这是一次难得的机遇和挑战。智能汽车竞赛涉及的知识面比较广。为了设计出性能优越的智能汽车，需要在汽车的设计和开发过程中参考许多有价值的文献和资料，并不断学习和创新。智能汽车比赛考验选手的综合能力，包括传感器的应用、电机的应用、电路设计、自动控制原理、系统调试、机械结构设计等，将这些知识合理应用到智能汽车上是一个巨大的挑战为参赛者。对于参赛者来说星空综合体育app下载，现场表现对于比赛的成功至关重要。只有及时制定和调整策略，才能发挥智能汽车的最大性能。关于飞思卡尔微控制器竞赛，指定控制芯片为飞思卡尔系列芯片。飞思卡尔是嵌入式控制领域的全球领导者和重要的技术创新者。它开发了第一个基于闪存存储的MCU。

3、“飞思卡尔”杯全国大学生智能汽车大赛是由教育部高等自动化专业教学指导分委员会主办的以智能汽车为研究对象的创意技术竞赛。这是一个面向全国大学生的探索性项目。实践活动是教育部推动的大学生科技竞赛活动之一。大赛以“以训练为基础、注重参与、鼓励探索、追求卓越”的指导思想为指导。旨在加强高校素质教育，培养大学生综合知识应用能力、基础工程实践能力和创新意识，激发大学生从事科学研究的热情。我们以探索的兴趣和潜力、崇尚理论与实践相结合、求真务实的学风和团队协作的人文精神，为优秀人才脱颖而出创造条件。本次大赛以智能汽车电子为主题，涵盖自动控制、模式识别、传感技术、电子、电气、计算机等多个学科。 1.1 整车设计思路1

4. .2 自动驾驶系统的三个子系统是环境感知系统、自主决策系统和运行执行系统。它们相互沟通、相互制约，共同完成控制任务。环境感知系统，我们这部分主要包括感知道路信息的传感器和感知车身状态的传感器。传感器的选择相当灵活。我们的汽车使用两种类型的传感器。 lCMOS摄像头：感知车身与路面的相对位置信息，预览距离远。 l 光电码盘：感知车身信息，判断车身状态。自主决策系统主要通过单片机的软件实现决策控制。运行执行系统是从单片机发出控制指令到车身响应开始的系统。重要的是相应的驱动电路、H桥等。这三个系统相互联系、相互制约。它们都统一成一个共同的系统，有共同的目标和关键控制策略，这直接决定了三个系统的不同。

5、系统组成及性能要求。例如，从控制策略上，我们可以确定环境传感系统选择什么传感器、精度如何、如何安装；确定自主决策系统应如何分配CPU时序以及每个部分使用多少资源；确定运算执行系统的能力，例如是否需要双向H桥。大赛规定，基于组委会提供的统一智能车参赛车模型、MCU HCS12开发板、开发软件Code Warrior以及在线调试工具，生产出一辆能够自主识别路线的智能车。它会在专门设计的跑道上自动识别。公路旅行。比赛的规定是在不违反比赛规则的情况下，在最短的时间内完成赛道单圈。第二章硬件设计 2.1 小车机械改造 3.1.2 舵机改造 由于舵机初始位置空行程较大星空体育app官方下载，我们通过改变舵机位置，减少舵机联动来实现最好的回应。

6、速度要快，并且有足够的弯道。详细修改位置如下图所示： 2.2 单片机系统设计竞赛建议参赛者使用MC9S12XS128作为主控制器。不允许使用其他辅助处理器和可编程设备。 MC9S12XS128是飞思卡尔半导体公司生产的采用HCS12内核的16位微控制器，具有丰富的外围接口资源。关于微控制器的使用，在智能车控制系统中，我们使用锁相环（PLL）来设置系统的工作频率，使用PWM模块来控制舵机角度和电机速度，以及通用异步串口端口（SCI）来调试赛车。或者将游戏行驶过程中的各种有用参数发送到PC进行分析和改进。我们还使用同步串行外设接口（SPI）或IIC总线来控制CMOS相机。 2.3 相机对比与选择

7、目前市场上相机所用的感光器件分为CCD和CMOS两种。 CCD的全称是电荷耦合器件，而CMOS的全称是互补金属氧化物半导体。目前许多CMOS相机都有自己的可编程控制模块和模数转换模块。它们在结构、技术、性能和用途方面与普通存储器非常相似。与CCD相机相比，CMOS相机不需要斩波升压提供电源，具有很强的可编程控制能力，也不需要额外的A/D采样。它们在各方面都更适合作为汽车使用。视觉传感器。市场上的CMOS图像传感器产品众多，其中大部分是彩色的并且具有较高的分辨率。从汽车需要识别的物体特性来看，CIF分辨率甚至QCIF

8、高分辨率的黑白摄像头足以提供路径识别和规划所需的信息。摄像头的详细信息如下图所示： 2.4 电机驱动电路设计 在智能车比赛中，智能车的速度比较快，一般达到2m/s以上。因此，对电机驱动电流的要求比较高，电机驱动电路必不可少。首先，竞赛级电调不采用全桥驱动，而是采用半桥，原理图如图所示。我们使用BTS7960驱动芯片。该芯片的优点是外围电路简单。通过设计电路，可以使电机正转和反转，并采用PWM波控制，可以达到良好的驱动效果。具体如下图所示： 2.5 电源模块设计 驱动电路板中的电源模块提供系统中其他模块所需的电源。在设计时，除了电压范围、电流容量、功率转换效率等基本参数外，

9、在降噪、防干扰、电路简洁等方面进行优化。可靠的电源解决方案是整个硬件电路稳定可靠运行的基础。所有硬件电路的电源均由可充电镍镉电池提供。由于电路中不同的电路模块要求的工作电压和电流容量不同，因此电源模块应包含多种稳压电路，将充电电池电压转换为各模块所需的电压。主要包括以下不同电压： 1、主要为单片机、信号调理电路和一些接口电路提供电源。电压要求稳定，噪声低。 2、重要的是为舵机提供工作电压。实际操作中，舵机所需的工作电流一般在几十毫安左右，电压不需要很稳定。 3、一部分直接取自电池两端的电压，主要为后轮电机驱动模块提供动力。 4. 使用摄像头进行道路检测时，请给摄像头供电。请参阅下面的详细信息

10. 图：第三章软件设计 本系统控制软件采用CodeWarrior 软件和竞赛提供的BDM 作为调试工具。另外，厂家提供的编程环境支持C语言和汇编语言编程，也支持C语言和汇编语言混合编程。编程大大方便了客户的程序设计，提高了系统开发效率。本系统的程序代码采用C语言编写。本程序设计由以下模块组成：单片机初始化模块、实时路径检测模块、舵机控制模块、驱动电机控制模块、中断速度采集模块、速度模糊控制模块。 (1)单片机的初始化模块包括：I/O模块、PWM模块、定时器模块、周期中断模块初始化。 (2)实时路径检测模块：前排光电传感器检测到黑线星空·体育中国官方网，并将返回信号输入到单片机的输入端口。程序不断地从输入端口读取信号。

11、通过判断语句，得到合适的PWM信号，控制舵机转向。 (3)舵机控制模块、驱动电机控制模块：直接输出PWM信号进行控制。舵机的控制采用开环控制，驱动电机采用模糊算法闭环控制。 (4)中断速度模糊控制模块的实现：通过输出比较中断，每5ms产生一次中断，累加器从旋转编码器信号线上读取脉冲数，通过模糊运算得到PWM信号值，输出控制调速电机来控制速度。我的想法和经历参加了智能汽车比赛，从中我学到了很多知识。智能赛车需要细心和耐心，还需要丰富的知识和较强的动手能力。以耐心为例。当我画板子的时候，我必须非常小心。一个小错误就可能导致整块板子变得毫无用处。我画了四次才算成功，画板接线的时候要更有耐心，遵循接线规则，找到最优的路线。说实话，有时候我真的感觉头晕。因此，画板需要很大的耐心。在造车的过程中，我也学到了很多知识。你需要学会使用必要的软件，学会焊接电路，了解每个元件的特性，各种芯片的特性，引脚的功能。而且大部分信息都是英文的，所以你需要非常耐心地阅读它才能找到你需要的部分。在做车的过程中，我的动手能力得到了很大的提高。以前焊接电路时我的手会发抖，但现在好多了。我的手不再像以前那样颤抖了。也许我们的知识还不够丰富，对问题的考虑还不够全面，但这份技术报告是我们团队努力的结晶，凝聚了我们团队每个人的心血和智慧。随着它的诞生，这种体验将永远伴随着我们。终生，它已成为我们最珍贵的记忆。