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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 告摘 要本 系 统 采 用 32 位 MK60DN512ZVLL10 Kinetis ARM Cortex-M4 单 片 机 为 控 制核 心 ， 通 过 CMOS 摄 像 头 采 集 的 图 像 经 过 硬 件 二 值 化 获 取 赛 道 信 息 ， 从 而 判 断 道路 状 况 。 根 据 赛 道 装 框 运 算 并 输 出 PWM 控 制 舵 机 的 转 向 角 度 ， 同 时 通 过 光 电 编码 器 获 得 速 度 反 馈 ， 经 过 PID 实 现 智 能 车 的 调 速 控 制 。 在 调 试
2、 过 程 中 使 用 了 C#上位 机 ， 蓝 牙 无 线 通 信 等 手 段 进 行 辅 助 ， 经 验 证 本 系 统 方 案 可 行 。关 键 词 ： Kinetis CMOS 摄 像 头 硬 件 二 值 化 PID C#第 八 届 “飞 思 卡 尔 ”杯 全 国 大 学 生 智 能 汽 车 竞 赛 技 术 报 告IIAbstractThe system adopts 32 bit MK60DN512ZVLL10 Kinetis ARM microcontroller Cortex-M4 as the control core, Image by CMOS camera acquisit
3、ion after hardware two values to obtain information of the track, so as to judge the condition of the road. According to the steering angle track loading operation and output PWM control steering gear, get the speed feedbackby photoelectric encoder, through the speed control PID to realize the intel
4、ligent control of the vehicle. In the process of debugging using the C# PC, Bluetooth wireless communication means such as auxiliary, proved that the present system is feasible.Keywords: Kinetis CMOS camera The hardware of two value PID C#第 八 届 “飞 思 卡 尔 ”杯 全 国 大 学 生 智 能 汽 车 竞 赛 技 术 报 告III目录摘 要 .IIIA
5、bstract.III引 言 .3第 一 章 智 能 车 总 体 设 计 .3第 二 章 智 能 车 机 械 调 整 .3第 三 章 智 能 车 硬 件 设 计 .33.1 电 源 模 块 设 计 .33.2 隔 离 模 块 .33.3 摄 像 头 信 号 处 理 模 块 .33.4 电 机 驱 动 模 块 .3第 四 章 智 能 车 软 件 设 计 .34.1 图 像 处 理 算 法 .34.2 舵 机 控 制 算 法 .34.3 电 机 速 度 控 制 .3第 五 章 智 能 车 辅 助 调 试 .3第 六 章 总 结 .3参 考 文 献 .3第 八 届 “飞 思 卡 尔 ”杯 全 国 大
6、 学 生 智 能 汽 车 竞 赛 技 术 报 告1引 言随 着 电 子 技 术 的 迅 速 发 展 ， 它 在 现 代 汽 车 上 的 应 用 范 围 不 断 扩 大 ， 许 多 传 统的 机 械 机 构 已 经 被 更 稳 定 、 更 安 全 的 电 子 系 统 取 代 。 智 能 汽 车 无 疑 是 未 来 汽 车 行业 发 展 方 向 。 为 加 强 大 学 生 实 践 、 创 新 能 力 和 团 队 精 神 的 培 养 ， 促 进 高 等 教 育 教学 改 革 ， 受 中 国 教 育 部 高 等 教 育 司 委 托 ， 由 教 育 部 高 等 学 校 自 动 化 专 业 教 学 指 导
7、分 委 员 会 主 办 全 国 大 学 生 智 能 汽 车 竞 赛 。 该 竞 赛 是 以 智 能 汽 车 为 研 究 对 象 的 创 意性 科 技 竞 赛 ， 是 面 向 全 国 大 学 生 的 一 种 探 索 性 工 程 实 践 活 动 ， 是 教 育 部 倡 导 的 大学 生 科 技 竞 赛 之 一 。 该 竞 赛 旨 在 促 进 高 等 学 校 素 质 教 育 ， 培 养 大 学 生 的 综 合 知 识运 用 能 力 、 基 本 工 程 实 践 能 力 和 创 新 意 识 ， 激 发 大 学 生 从 事 科 学 研 究 与 探 索 的 兴趣 和 潜 能 。该 竞 赛 以 飞 思 卡 尔
8、 半 导 体 公 司 为 协 办 方 ， 得 到 了 中 国 教 育 部 、 飞 思 卡 尔 公 司和 各 高 校 师 生 的 高 度 评 价 ， 已 发 展 成 在 中 国 30 个 省 市 自 治 区 近 300 所 高 校 广 泛 参与 的 全 国 大 学 生 智 能 汽 车 竞 赛 。 大 学 生 智 能 汽 车 竞 赛 根 据 参 赛 队 伍 和 队 员 情 况 ，分 别 设 立 光 电 组 、 摄 像 头 组 、 电 磁 组 、 创 意 组 等 多 个 赛 题 组 别 。 该 竞 赛 由 竞 赛 秘书 处 设 计 、 规 范 标 准 硬 软 件 技 术 平 台 ， 竞 赛 过 程
9、包 括 理 论 设 计 、 实 际 制 作 、 整 车调 试 、 现 场 比 赛 等 环 节 ， 要 求 学 生 组 成 团 队 ， 协 同 工 作 ， 初 步 体 会 一 个 工 程 性 的研 究 开 发 项 目 从 设 计 到 实 现 的 全 过 程 。 该 竞 赛 融 科 学 性 、 趣 味 性 和 观 赏 性 为 一 体 ，是 以 迅 猛 发 展 、 前 景 广 阔 的 汽 车 电 子 为 背 景 ， 涵 盖 自 动 控 制 、 模 式 识 别 、 传 感 技术 、 电 子 、 电 气 、 计 算 机 、 机 械 与 汽 车 等 多 学 科 专 业 的 创 意 性 比 赛 。 该 竞
10、赛 规 则透 明 ， 评 价 标 准 客 观 ， 坚 持 公 开 、 公 平 、 公 正 的 原 则 ， 力 求 向 健 康 、 普 及 、 持 续的 方 向 发 展 。本 文 介 绍 基 于 颜 色 识 别 与 PID 控 制 的 深 蓝 航 速 队 CCD 摄 像 头 组 智 能 汽 车 设 计 ，摄 像 头 组 是 利 用 机 器 视 觉 ， 通 过 模 仿 识 别 公 路 上 条 带 状 路 标 实 现 自 主 导 航 仍 是 现阶 段 智 能 车 辆 最 常 用 的 导 航 方 法 。 这 种 方 法 简 单 实 用 ， 适 应 现 有 高 速 公 路 结 构 环第 八 届 “飞 思 卡 尔 ”杯 全 国 大 学 生 智 能 汽 车 竞 赛 技 术 报 告2境 特 点 ， 与 其 它 视 觉 方 法 如 三 维 视 觉 识 别 技 术 相 比 ， 具 有 更 快 的 图 像 处 理 速 度 和更 好 的 控 制 实 时 性 ， 因 而 具 有 现 实 应 用 的 可 行 性 和 广 阔 的 应 用 前 景 。第 一 章 智 能 车 总 体 设 计只 能 车 的 整 体 系
