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1、分类号 编号烟 台 大 学毕 业 论 文（设 计）基于基于 STM32 的的智能小车智能小车摄像头循迹系统摄像头循迹系统Intelligent Car Tracking System Based on STM 32 Camera申请学位： 工学学士 院系：光电信息科学技术学院专业： 电子信息工程 姓名： 王 坤 学号： 200813503229 指导老师： 杨尚明（教授） 2012 年 5 月 21 日烟台大学 EDA 实验室基于基于 STM32 的的智能小车智能小车摄像头循迹系统摄像头循迹系统姓 名： 王 坤 导 师： 杨尚明 （教授）2012 年 5 月 21 日烟台大学 EDA 实验室
2、烟台大学毕业论文（设计）任务书烟台大学毕业论文（设计）任务书院（系）：光电信息科学技术学院姓名王坤学号200813503229毕业届别2012专业电子信息工程毕业论文（设计）题目基于 STM32 的智能小车摄像头循迹系统指导教师杨尚明学历本科职称 教授所学专业 无线电技术具体要求(主要内容、基本要求、主要参考资料等)：主要内容：设计一个抗干扰能力强的智能小车循迹系统。基本要求：通过对本课程的设计，能够利用 OV7670 实现黑白线信息采集；并且能够 达到一定的抗干扰效果；能够实现实时采集外界环境信息的效果。 主要参考资料： 1陈启军. 嵌入式系统及其应用:基于 Cortex-M3 内核和 ST
3、M32F103 系列微控制 器的系统设计与开发. M.北京: 同济大学出版社,2008. 2谭浩强. C 语言程序设计. M.北京: 清华大学出版社,2010. 3曾星星. 基于摄像头的路径识别智能车控制系统设计J.湖北汽车工业学院学报, 2008(6): P76-80.进度安排：第一阶段：14 周通过资料、网络、导师了解本设计所需要的知识、资料、相关软件 及设计思路方案； 第二阶段：58 周请教老师查阅资料按要求并由实际情况逐渐得出设计方案及方法； 第三阶段：911 周根据方案在老师的指导下完成相关的软硬件设计； 第四阶段：1213 周撰写论文（分初稿、定稿、审合、打印论文） ； 第五阶段：
4、14 周进行优化调试达到目标并进行论文答辩。指导教师（签字）： 年 月 日院（系）意见： 教学院长（主任） （签字）： 年 月 日备注：摘要现在人们越来越喜欢安全、节能、环保、智能化和信息化的汽车了，在智能汽车 新时代，无人驾驶技术，得到了飞越的发展，成为了智能车时代的新标志。智能小车不但逐步提高了车辆的控制水平和驾驶水平，而且也保障了车辆行驶的安全、畅通、高效 特性。本文主要讨论了智能车系统的设计方案，并且对智能车自主行驶的决策以及控制， 算法也进行了相应的研究。本论文首先设计了智能车的硬件结构，硬件方面以 Cortex-m3 为控制核心，另外其他 辅助模块包括：电源模块，图像传感模块，速度
5、控制模块以及其他功能模块进行辅助， 从而来完成智能车的硬件设计。由于智能车有一个比较复杂跑道，传统的控制算法在复 杂跑道情况下已经无法解决智能车的控制参数的问题。因此本论文做了一些改进，本论文采用理论结合实际，我们采用了模糊 PID 控制算法来实现对智能车的控制，并进行了 一定的实验。 在该系统中，由 CMOS 摄像头来实现路径识别，通过对小车的闭环控制，使小车能 按照给定的黑色引导线平稳地循迹。该系统能够很好地满足智能车对路径识别性能和抗 干扰能力的要求，稳定误差小，调节相应时间比较快，具有较好的动态性能和良好的稳 定性。 实验证明，所设计的智能车具有速度快，适应性强的特点。关键词智能车；图
6、像处理；比例积分微分AbstractNow more and more like safety, energy conservation, environmental protection, intelligence and information of vehicles in the new era of smart cars, unmanned technology, has been flying over the development, became the new logo of the smart car era. The smart car has gradually incr
7、eased the level of control and the standard of driving of the vehicle, but also to protect the safe and smooth traffic, efficient performance. The article focuses on the design of intelligent vehicle systems, and smart car independent driving the decision-making system and control algorithms were al
8、so studied. Thesis designs the mechanical hardware structure of the intelligent vehicle hardware to control the core Cortex-m3, other ancillary modules include: the power supply module, the image sensor module, the speed control module and other functional modules to carry out assisted, and thus to
9、complete the smart hardware design of the car. Does not match the smart car a more complicated runway, control algorithms in the control parameters of the smart car has been unable to solve complex runway case. Therefore, this paper has to do improvements, the present theory with reality, we have ad
10、opted a fuzzy PID control algorithm to achieve control of the smart car, and carry out certain experiments. In this system, the CMOS camera head path identification, closed-loop control of the car, car tracking smoothly in accordance with the black guide lines given. The system is able to meet the r
11、equirements of the intelligent vehicle path recognition performance and anti-jamming capability, small steady state error and adjust the response time is faster, has better dynamic performance and good stability. The experiments show that the design of intelligent vehicle speed adaptability.Keywords
12、Intelligent Car, Image Processing, PID Control目 录目 录 .3 绪 论 .1 1 智能车系统总体介绍 .2 1.1 整体设计概述.2 1.2 关于直流电机的简要介绍.3 1.3 CMOS 图像传感器的特点 .3 1.3.1 CMOS 图像传感器的特性 .3 1.4 OV7670 的性能特点与工作方式 .4 1.4.1 OV7670 的性能和参数 .4 1.4.2 OV7670 的功能 .4 1.5 OV7670 的数字图像输出 .4 1.5.1 OV7670 的输出信号时序 .4 2 方案论证 .6 2.1 控制模块的介绍.6 2.2 车身车体的介绍.6 2.3 电机选择与驱动模块的介绍.6 2.4 路径识别的方案设计与论证.7 3 智能车系统硬件设计 .9 3.1 智能车系统硬件设计总体结构.9 3.2 STM32 最小系统的设计 .10 3.2.1 方案总结.10 3.2.2 方案框图.10 3.3 电路设计与原理.
