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1、武汉工程大学 计算机科学与工程学院 综合设计报告 设计名称：设计名称： 智能系统应用综合设计智能系统应用综合设计 设计题目：设计题目： 基于颜色识别的机器人小车行动控制基于颜色识别的机器人小车行动控制 学生学号：学生学号： 专业班级：专业班级： 学生姓名：学生姓名： 学生成绩：学生成绩： 指导教师（职称）：指导教师（职称）： 课题工作时间：课题工作时间： （2015-9-142015-12-11） 说明： 1、报告中的第一、二、三项由指导教师在综合设计开始前填写并发给每 个学生；四、五两项（中英文摘要）由学生在完成综合设计后填写。 2、学生成绩由指导教师根据学生的设计情况给出各项分值及总评成绩
2、。 3、指导教师评语一栏由指导教师就学生在整个设计期间的平时表现、设 计完成情况、报告的质量及答辩情况，给出客观、全面的评价。 4、所有学生必须参加综合设计的答辩环节，凡不参加答辩者，其成绩一 律按不及格处理。答辩小组成员应由 2 人及以上教师组成。 5、报告正文字数一般应不少于 5000 字，也可由指导教师根据本门综合设 计的情况另行规定。 6、平时表现成绩低于 6 分的学生，取消答辩资格，其本项综合设计成绩 按不及格处理。 7、此表格式为武汉工程大学计算机科学与工程学院提供的基本格式（适 用于学院各类综合设计），各教研室可根据本门综合设计的特点及内 容做适当的调整，并上报学院批准。 答辩记
3、录表 学生姓名： 学号： 班级： 答辩地点： 答辩内容记录： 合计 分值 各项 分值 评分标准 实际 得分 合计 得分 备注 10 在规定时间内能就所设计的内容 进行阐述，言简意明，重点突出， 论点正确，条理清晰。 答 辩 成 绩 25 15 在规定时间内能准确、完整、流 利地回答教师所提出的问题。 答辩小组成员（签字）： 年 月 日 成绩评定表 学生姓名： 学号： 班级： 类别 合计 分值 各项 分值 评分标准 实际 得分 合计 得分 备注 平时 表现 1010 按时参加综合设计，无旷课、迟到、早退、 违反实验室纪律等情况。 20 按设计任务书的要求完成了全部任务，能 完整演示其设计内容，符
4、合要求。 完成 情况 30 10 能对其设计内容进行详细、完整的介绍， 并能就指导教师提出的问题进行正确的回 答。 10 报告文字通顺，内容翔实，论述充分、完 整，立论正确，结构严谨合理；报告字数 符合相关要求，工整规范，整齐划一。 5 课题背景介绍清楚，综述分析充分。 5 设计方案合理、可行，论证严谨，逻辑性 强，具有说服力。 5 符号统一；图表完备、符合规范要求。 5 能对整个设计过程进行全面的总结，得出 有价值的结论或结果。 报告 质量 35 5 参考文献数量在 3 篇以上，格式符合要求， 在正文中正确引用。 10 在规定时间内能就所设计的内容进行阐述， 言简意明，重点突出，论点正确，条
5、理清 晰。 答辩 情况 25 15 在规定时间内能准确、完整、流利地回答 教师所提出的问题。 总评成绩 指导教师评语 指导教师： （签字） 日期： 年 月 日 一、综合设计目的、条件、任务和内容要求： 基于颜色识别的机器人小车行动控制基于颜色识别的机器人小车行动控制 1 实验目的： 掌握图像处理基本算法、单片机系统的设计，通过训练熟悉机器人原理及图像控制的方法。 2 条件： 要求使用 VC， opencv、单片机等 3 任务： 通过获取摄像机获取颜色图像，将颜色信息采集并处理，根据颜色特征进行机器人小车的各个方 向的运动控制。 4 内容要求： 要求上位机程序，单片机程序； 二、进度安排： 20
6、15/10/15 掌握嵌入式基础，了解 C51 基础知识 2015/10/29 深入学习嵌入式知识 2015/11/12 复习图像处理知识，学习机器视觉基础概念 2015/11/26 完成由上位机和下位机组成的智能系统 2015/12/10 完善程序，优化设计，进行答辩 三、应收集资料及主要参考文献： 1 秦志强机器人辅助 C 程序设计M北京：电子工业出版社，2013 2 曾显栓嵌入式系统在多通道髙速数据采集器中的应用D哈尔滨：哈尔滨工 程大学，2007 3 孟庆春智能机器人及其发展J中国海洋大学学报，2004(9)，34(5) 4 李磊，叶涛，谭民移动机器人技术研究现状与未来机器人J机器人，
7、2002 24(5)474-480 5 楼然苗，李光飞51 单片机设计实例M北京：北京航空航天大学出版社， 2005 6 何立民MCS-51 系列单片机应用系统设计系统配置与接口技术M北京：北 京航空航天大学出版社，1999 7 王占全，徐慧Visual C+数字图像处理技术与工程案例M北京：人民邮电 出版社，2009 8 陈胜勇，刘盛基于 OpenCV 的计算机视觉技术实现M北京：科学出版社， 2008 四、综合设计（课程设计）摘要（中文）： 传统智能寻迹小车主要采用红外光电管实现路面轨迹识别，具有使用寿命短，视 野范围不宽，易受地面颜色、平整度等因素影响而导致轨迹识别不准确等缺点。论文 提
8、出了一种基于图象识别的智能寻迹方案，采用摄像头对道路图象信息进行采集，利 用 STM32 处理器对采集信息进行处理，完成轨迹识别与小车行进控制。方案选择 CMOS 黑白摄像头，增加了小车前瞻距离，丰富了道路信息采集，提高了寻迹精度。 在系统设计中采用 PID 经典控制算法，实现了对直流电机的速度和方向的精确控制， 使小车寻迹准确、运行稳定。最后对论文内容进行了总结，对寻迹小车未来的研究和 发展进行了展望，对工业寻迹小车的实现提出了相关建设性意见。 五、综合设计（课程设计）Abstract（英文）： Traditional intelligent tracing car mainly adopt
9、s infrared photocell sensor to realize the recognition of road track, but sampling points are less, and measurement results are influenced by factors such as ground color, smoothness, so path identification is not accurate. Paper puts forward a tracing scheme based on image recognition, it improved
10、the car forward distance, greatly enriched the way to collect information. In order to reduce the cost of hardware system, we choose CMOS black and white camera specially, the cameras image information data quantity is less, low power consumption. And PID algorithm was adopted to realize the accurat
11、e control of DC motor speed and direction, make intelligent tracing car more stable. Finally, the thesis summarizes the contents, and I put forward some constructive Suggestions about realization of tracing the car industry and made a prospect for the future research and development. 武汉工程大学计算机科学与工程学
12、院 综合设计报告 - I - 目目 录录 摘 要 .II ABSTRACT III 第一章 绪论 1 1.1 课题背景 1 1.2 目的与意义.1 第二章 系统概述 3 2.1 系统整体设计.3 2.2 模块简介 3 第三章 系统程序设计 4 3.1 单片机程序设计.4 3.2 上位机程序设计.4 3.3 串行通讯程序设计.4 第四章 设计结果及分析 6 3.1 软件工程优化 6 3.1 图像处理优化 6 总 结 .8 致 谢 .9 参考文献 .10 附录 程序代码 .11 武汉工程大学计算机科学与工程学院 综合设计报告 - II - 摘摘 要要 传统智能寻迹小车主要采用红外光电管实现路面轨迹
13、识别，具有使用寿命短，视 野范围不宽，易受地面颜色、平整度等因素影响而导致轨迹识别不准确等缺点。论文 提出了一种基于图象识别的智能寻迹方案，采用摄像头对道路图象信息进行采集，利 用 STM32 处理器对采集信息进行处理，完成轨迹识别与小车行进控制。方案选择 CMOS 黑白摄像头，增加了小车前瞻距离，丰富了道路信息采集，提高了寻迹精度。在系统 设计中采用 PID 经典控制算法，实现了对直流电机的速度和方向的精确控制，使小车 寻迹准确、运行稳定。最后对论文内容进行了总结，对寻迹小车未来的研究和发展进 行了展望，对工业寻迹小车的实现提出了相关建设性意见。 关键词: :智能小车；图像识别；小车轨迹识别
14、 武汉工程大学计算机科学与工程学院 综合设计报告 - III - AbstractAbstract Traditional intelligent tracing car mainly adopts infrared photocell sensor to realize the recognition of road track, but sampling points are less, and measurement results are influenced by factors such as ground color, smoothness, so path identifica
15、tion is not accurate. Paper puts forward a tracing scheme based on image recognition, it improved the car forward distance, greatly enriched the way to collect information. In order to reduce the cost of hardware system, we choose CMOS black and white camera specially, the cameras image information
16、data quantity is less, low power consumption. And PID algorithm was adopted to realize the accurate control of DC motor speed and direction, make intelligent tracing car more stable. Finally, the thesis summarizes the contents, and I put forward some constructive Suggestions about realization of tracing th
