飞思卡尔智能车竞赛摄像头组技术报告

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1、第八届“飞思卡尔”杯全国大学生智能汽车竞赛技术报告关于技术报告和研究论文使用授权的说明本人完全了解第七届“飞思卡尔”杯全国大学生智能汽车竞赛关保留、使用技术报告和研究论文的规定，即：参赛作品著作权归参赛者本人，比赛组委会和飞思卡尔半导体公司可以在相关主页上收录并公开参赛作品的设计方案、技术报告以及参赛模型车的视频、图像资料，并将相关内容编纂收录在组委会出版论文集中。参赛队员签名：带队教师签名：日期：摘要本文主要介绍了以K60单片机为核心的智能车系统，包括机械、硬件和软件三个方面。在稳定、简单、高

2、效的原则下，针对三个方面设计了各种方案，做了大量调试工作，并最终修改得到现行方案。实验结果表明，系统方案可行。关键词：智能车，机械调整，图像分割，PIDAbstractInthispaperwepresentasmartcarsystembasedonthemicro-controllerK60,includingmachinery,hardwareandsoftwarethreeaspects.Intheprincipleofstability,simplicityandefficient,d

3、ifferentschemesaredesignedforthethreeaspects,lotsoftestsarecarriedonfortheseschemes,andfinallythecurrentsystemaredetermined.Theresultoftestsshowthatthedesignschemeofsystemisavailable.Keywords:Smartcar,Mechanicaladjustment,ImageSegmentation，PID目录引言3第一

4、章系统设计概要31.1系统工作原理31.2系统设计结构图3第二章赛车机械系统设计与实现32.1车体模型32.2后轮参数的调整32.2.1主销后倾角调整32.2.2主销内倾角调整32.2.3后轮前束调整32.3前轮参数的调整32.3.2前轮滑差和轮距调整32.4底盘的调整32.5舵机的安装32.6CCD摄像头支架安装32.7光电编码器3第三章硬件电路系统设计与实现33.1硬件电路设计方案33.2硬件电路的实现33.2.1以K60为核心的单片机最小系统33.2.2电源板33.2.3视频同步分离电路3

5、3.2.4片外A/D电路33.2.5电机驱动电路33.2.6键盘拨码电路33.2.7PCB板33.3摄像头3第四章软件系统设计与实现34.1图像处理34.1.1图像采集34.1.2黑线提取34.1.3起始道判断34.1.4虚线提取34.1.5图像校正34.2控制算法34.2.1基于窗口的方向与速度控制34.2.2PID速度闭环控制3第五章调试工具开发与使用35.1开发工具35.2串口调试35.2.1C#图像显示程序35.2.2C#辅助调试程序35.2.3SD卡模块3第六章总结3参考文献3附录A：

6、源程序3引言智能汽车竞赛最早始于韩国，在国内，全国大学生“飞思卡尔”杯智能汽车竞赛从2006年举办以来，得到了各级领导及高校师生的高度评价。大赛为智能车领域培养了大量后备人才，为大学生提供一个充分展示创造力的舞台，吸引着越来越多来自不同专业的大学生参与其中。全国大学生“飞思卡尔”杯智能汽车竞赛包括光电组、摄像头组和电磁组，其中数摄像头组的智能车速度最快，备受关注。本技术报告主要包括机械系统、硬件系统、软件系统等，详尽地阐述了我们的设计方案。这份报告凝聚了我们智慧，是我们小组共同努力的成果。第一章

7、系统设计概要1.1系统工作原理智能车系统的工作原理是：CCD摄像头拍摄赛道图像，通过片外AD进行模数转换，将得到的数据输入K60控制枢纽，通过一定的软件程序对图像进行分割，提取黑色引导线；通过编码器检测车速，通过K60输入捕捉功能进行脉冲计数得到小车的实时速度。由得到的引导线，选择参考行，通过分段P系数算法来控制舵机；通过赛道的曲率，计算得到目标速度，利用PID相结合的闭环控制算法调整电机来控制小车速度。1.2系统设计结构图本着稳定、简单、高效的设计原则，在将近一年的时间里，我们将小车不断改进，

8、有以下几个特点：机械方面：竖直安装舵机，提高转向反应速度；采用单碳素杆支架，辅以两根细碳素杆固定，并降低摄像头位置，降低重心。硬件方面：保证稳定性前提下，尽量减小电路板面积；采用广角摄像头，保证各种S弯都能提取到完整的黑线。软件方面：采用动态阈值和跟踪算法提取黑线，保证黑线稳定性；只采用简单的PID控制策略，并且基本上不对路型作判断，提高赛车对赛道适应性。赛车的整体结构框图如图1.1所示：编码盘上位机摄像头K60电机驱动舵机图1.1系统框图得到小车最终版如图1.2所示。图1.2最终作品第二章赛车