全國(guó)大學(xué)生智能汽車(chē)競(jìng)賽技術(shù)報(bào)告0001

1、全國(guó)大學(xué)生智能汽車(chē)競(jìng)賽技 術(shù)報(bào)告設(shè)計(jì)概覽整車(chē)設(shè)計(jì)思路智能車(chē)主要由三個(gè)部分組成：檢測(cè)系統(tǒng)，控制決策系統(tǒng)，動(dòng)力系統(tǒng)。其中檢測(cè) 系統(tǒng)采用CMOS字?jǐn)z像頭ov7620,控制決策系統(tǒng)采用S128乍為主控芯片，動(dòng)力系統(tǒng) 主要控制舵機(jī)的轉(zhuǎn)角和直流電機(jī)的轉(zhuǎn)速。整體的流程為，通過(guò)視覺(jué)傳感器來(lái)檢測(cè)前 方的賽道信息，并將賽道信息發(fā)送給單片機(jī)。同時(shí)，通過(guò)光電編碼器構(gòu)成的反饋渠道將車(chē)體的行駛速度信息傳送給主控單片 機(jī)。根據(jù)所取得的賽道信息和車(chē)體當(dāng)前的速度信息，由主控單片機(jī)做出決策，并通 過(guò)PWM號(hào)控制直流電機(jī)和舵機(jī)進(jìn)行相應(yīng)動(dòng)作，從而實(shí)現(xiàn)車(chē)體的轉(zhuǎn)向控制和速度控 制。道路檢測(cè)速度檢測(cè)車(chē)模整體造型我們車(chē)模的整體設(shè)計(jì)簡(jiǎn)潔，輕便

2、，可靠美觀。如下圖:智能車(chē)軟件設(shè)計(jì)系統(tǒng)硬件對(duì)于賽車(chē)來(lái)說(shuō)是最基礎(chǔ)的部分，軟件算法則是賽車(chē)的核心部分。首先，賽車(chē)系統(tǒng)通過(guò)圖像采樣處理模塊獲取前方賽道的圖像數(shù)據(jù)，同時(shí)通過(guò)速度傳感器模 塊實(shí)時(shí)獲取賽車(chē)的速度。然后 S128利用邊緣檢測(cè)方法從圖像數(shù)據(jù)中提取賽道黑線， 求得賽車(chē)于黑線位置的偏差，接著采用 PID方法對(duì)舵機(jī)進(jìn)行反饋控制，并在 PID算 法的基礎(chǔ)上，整合加入模糊控制算法，有利于對(duì)小車(chē)系統(tǒng)的非線性特性因素的控制。最終賽車(chē)根據(jù)檢測(cè)到的速度，結(jié)合我們的速度控制策略，對(duì)賽車(chē)速度不斷進(jìn)行 恰當(dāng)?shù)目刂普{(diào)整，使賽車(chē)在符合比賽規(guī)則情況下沿賽道快速前進(jìn)。第三章小車(chē)的機(jī)械設(shè)計(jì)良好的機(jī)械結(jié)構(gòu)將直接影響小車(chē)的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定

3、，和車(chē)模的高速時(shí)的性能。模型車(chē) 的機(jī)械機(jī)構(gòu)和組裝形式是整個(gè)模型車(chē)身的基礎(chǔ)，機(jī)械結(jié)構(gòu)的好壞對(duì)智能車(chē)的運(yùn)行速 度有直接的影響。經(jīng)過(guò)大量的實(shí)驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)可以看出，機(jī)械結(jié)構(gòu)決定了智能車(chē)的上限速 度，而軟件算法的優(yōu)化則是使車(chē)速不斷接近這個(gè)上線速度，軟件算法只有在精細(xì)的 機(jī)械結(jié)構(gòu)上才能夠更好的提高智能車(chē)的整體性能。舵機(jī)安裝舵機(jī)轉(zhuǎn)向是整個(gè)控制系統(tǒng)中延遲較大的一個(gè)環(huán)節(jié)，為了減小此時(shí)間常數(shù)，通過(guò) 改變舵機(jī)的安裝位置，降低舵機(jī)的中心，將舵機(jī)的安裝盡量低，而并非改變舵機(jī)本 身結(jié)構(gòu)的方法可以提高舵機(jī)的響應(yīng)速度。 分析舵機(jī)控制轉(zhuǎn)向輪轉(zhuǎn)向的原理可以發(fā)現(xiàn), 在相同的舵機(jī)轉(zhuǎn)向條件下，轉(zhuǎn)向連桿在舵機(jī)一端的連接點(diǎn)離舵機(jī)軸心距離越遠(yuǎn)，轉(zhuǎn)

4、 向輪轉(zhuǎn)向變化越快。舵機(jī)安裝如下：轉(zhuǎn)向輪調(diào)整輪定位包括主銷(xiāo)后傾角、主銷(xiāo)內(nèi)傾角、前輪外傾角和前輪前束四個(gè)內(nèi)容。車(chē)輪 定位的作用是使汽車(chē)保持穩(wěn)定的直線行駛和轉(zhuǎn)向輕便，并減少汽車(chē)在行駛中輪胎和 轉(zhuǎn)向機(jī)件的磨損。-3 -y=1 r O從車(chē)前后方向看輪胎時(shí)，主銷(xiāo)軸向車(chē)身內(nèi)側(cè)傾斜，該角度稱(chēng)為主銷(xiāo)內(nèi)傾角。當(dāng) 車(chē)輪以主銷(xiāo)為中心回轉(zhuǎn)時(shí)，車(chē)輪的最低點(diǎn)將陷入路面以下，但實(shí)際上車(chē)輪下邊緣不 可能陷入路面以下，而是將轉(zhuǎn)向車(chē)輪連同整個(gè)汽車(chē)前部向上抬起一個(gè)相應(yīng)的高度， 這樣汽車(chē)本身的重力有使轉(zhuǎn)向車(chē)輪回復(fù)到原來(lái)中間位置的因而舵機(jī)復(fù)位容易。止匕外，主銷(xiāo)內(nèi)傾角還使得主銷(xiāo)軸線與路面交點(diǎn)到車(chē)輪中心平面與地面交線的距 離減小，從而減小

5、轉(zhuǎn)向時(shí)舵機(jī)的拉力，使轉(zhuǎn)向操縱輕便，同時(shí)也可減少?gòu)霓D(zhuǎn)向輪傳 到舵機(jī)上的沖擊力。但主銷(xiāo)內(nèi)傾角也不宜過(guò)大，否則加速了輪胎的磨損。從前后方向看車(chē)輪時(shí)，輪胎并非垂直安裝，而是稍微傾倒呈現(xiàn)“八”字形張開(kāi)， 稱(chēng)為負(fù)外傾，而朝反方向張開(kāi)時(shí)稱(chēng)正外傾。前輪外傾角對(duì)汽車(chē)的轉(zhuǎn)彎性能有直接影 響，它的作用是提高前輪的轉(zhuǎn)向安全性和轉(zhuǎn)向操縱的輕便性。前輪外傾角俗稱(chēng)“外 八字”，如果車(chē)輪垂直地面一旦滿載就易產(chǎn)生變形，可能引起車(chē)輪上部向內(nèi)傾側(cè)， 導(dǎo)致車(chē)輪聯(lián)接件損壞。所以事先將車(chē)輪校偏一個(gè)外八字角度，這個(gè)角度約在1。左右。腳尖向內(nèi)，所謂“內(nèi)八字腳”的意思，指的是左右前輪分別向內(nèi)。采用這種結(jié) 構(gòu)目的是修正上述前輪外傾角引起的車(chē)輪向

6、外側(cè)轉(zhuǎn)動(dòng)。如前所述，由于有外傾，舵 機(jī)轉(zhuǎn)向變得容易。另一方面，由于車(chē)輪傾斜，左右前輪分別向外側(cè)轉(zhuǎn)動(dòng)，為了修正 這個(gè)問(wèn)題，如果左右兩輪帶有向內(nèi)的角度，則正負(fù)為零，左右兩輪可保持直線行進(jìn), 減少輪胎磨損。3.3車(chē)體重心調(diào)整車(chē)體重心位置對(duì)賽車(chē)加減速性能、轉(zhuǎn)向性能和穩(wěn)定性都有較大影響。重心調(diào)整 主要包括重心高度和前后位置的調(diào)整。理論上，賽車(chē)重心越低穩(wěn)定性越好。因此除 了攝像頭裝得稍高以外，其他各個(gè)部件的安裝高度都很低。除此之外，車(chē)輛重心前 后方向的調(diào)整，對(duì)賽車(chē)行駛性能也有很大的影響。根據(jù)車(chē)輛運(yùn)動(dòng)學(xué)理論，車(chē)身重心 前移，會(huì)增加轉(zhuǎn)向，但降低轉(zhuǎn)向的靈敏度（因?yàn)榇蟛糠种亓繅涸谇拜?，轉(zhuǎn)向負(fù)載增 大），同時(shí)降低后

7、輪的抓地力，影響加減速性能；重心后移，會(huì)減少轉(zhuǎn)向，但增大 轉(zhuǎn)向靈敏度，后輪抓地力也會(huì)增加，提高加減速性能。因此，確定合適的車(chē)體重心, 讓車(chē)模更加適應(yīng)比賽賽道是很關(guān)鍵的。今年我們賽車(chē)在車(chē)體中心位置上有了很大改 革，將攝像頭安裝在車(chē)體靠后位置，這樣使得賽車(chē)的重心后移，極大地增加了賽車(chē) 的轉(zhuǎn)向靈活度。第四章硬件電路設(shè)計(jì)4.1電源小車(chē)電源 所示。5V ccd I 1 I7-3.3V SPFED 33V-SPEED3 |12T: IN OUT 11卜C4.1皿0 I-Lc4.s4m0uF-r-()JuF71p().l 呷S.3設(shè)計(jì)系統(tǒng)如下圖二7金咫池_1攝像頭的選擇市場(chǎng)上容易買(mǎi)到的攝像頭有PC用的USB

8、K像頭，安防系統(tǒng)上使用的模擬輸 出 的單板攝像頭，以及數(shù)字輸出的攝像頭模塊和感光芯片。若使用USBg像頭，雖然價(jià)格低廉，但是需要增加USBR芯片，并需要 充分了解其內(nèi)部協(xié)議，增加了 實(shí)現(xiàn)的復(fù)雜度。因而不考慮使用USBK像頭。若使用模擬輸出的攝像頭，可采用專(zhuān) 用的視頻處理芯片對(duì)信號(hào)進(jìn)行數(shù)字化。 例如，可以使用LM1881M寸PAL制模擬信號(hào) 實(shí)現(xiàn)行、場(chǎng)同步信號(hào)分離?？梢允褂脤?zhuān)用的視頻A/D轉(zhuǎn)換器，如XRD4460A對(duì)模擬信號(hào)進(jìn)行采集。因?yàn)?多用于安防系統(tǒng)，模擬攝像頭的成像質(zhì)量好，邊沿銳利，對(duì)比度高。使用模擬攝 像頭帶來(lái)的問(wèn)題是需要增加額外的硬件電路，容易受外界的干擾，因而對(duì)電路設(shè)計(jì)的要求也相對(duì)高

9、一些若使用數(shù)轉(zhuǎn)換，直接輸出量化的圖像信號(hào)，不需要再增加 額外的硬件設(shè)備， 簡(jiǎn)化了字輸出的攝像頭，則可以由感光芯片中的處理器預(yù)先進(jìn) 行A/D硬件設(shè) 計(jì)，減輕了重量，提高了設(shè)計(jì)的可靠性。和模擬攝像頭相比，數(shù) 字?jǐn)z像頭的重 量相差不大，而與DSC勺接口更簡(jiǎn)單，使用起來(lái)更為方便。綜合上 面的分析，我們選擇數(shù)字?jǐn)z像頭。各傳感器的供電電路我們選用的測(cè)速編碼器需要使用 3.3V供電，故需要通過(guò)線性穩(wěn)壓芯片為其提供一個(gè)3.3V的電源。PwerSuppJyCiNDSLDJlftKlerSU.lul 小 4T0uFLkDl。、吁O7.2V驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)我們用兩個(gè)半橋電路構(gòu)成h全橋驅(qū)動(dòng)電機(jī)正反轉(zhuǎn)。BTS7960a款芯

10、片非常適 合電機(jī)驅(qū)動(dòng)。BTS7960英飛凌公司制造的大電流電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片，其最大電流為 43A,使用2片BTS796CM以組成一個(gè)H橋。我們共使用了 4個(gè)I/O端口控制4片 BTS796俅驅(qū)動(dòng)/的兩個(gè)電機(jī)，可以實(shí)現(xiàn)電機(jī)的正、反轉(zhuǎn)控制。電路如圖：OIUK3.3KR5.1GND2-L-C5.J=TJuFR5.2JOTOR 力WUR+O PWMA:一0輔訊*向+I1TS7J*U速度測(cè)量模塊為了使得賽車(chē)能夠平穩(wěn)地沿著賽道運(yùn)行， 需要控制車(chē)速，使賽車(chē)在急轉(zhuǎn)彎時(shí) 速度不至過(guò)快而沖出賽道。通過(guò)控制驅(qū)動(dòng)電機(jī)上的平均電壓可以控制車(chē)速，但是如果開(kāi)環(huán)控制電機(jī)轉(zhuǎn)速，會(huì)受很多因素影響，例如電池電壓、電機(jī)傳動(dòng)摩擦力、 道路

11、摩擦力和前輪轉(zhuǎn)向角度等。這些因素會(huì)造成賽車(chē)運(yùn)行不穩(wěn)定。通過(guò)速度檢測(cè)， 對(duì)車(chē)模速度進(jìn)行閉環(huán)反饋控制，即可消除上述各種因素的影響，使得車(chē)模運(yùn)行得 更穩(wěn)定。車(chē)速檢測(cè)的方式有很多種，例如用測(cè)速發(fā)電機(jī)、轉(zhuǎn)角編碼盤(pán)、反射式光電檢 測(cè)、透射式光電檢測(cè)和霍爾傳感器檢測(cè)。經(jīng)過(guò)對(duì)去年測(cè)速方案和其它學(xué)校方案的 比較，本次設(shè)計(jì)中速度傳感器采用的是 OMRON司生產(chǎn)的E6A2-CS10CE光電編 碼器。它由5-12V的直流供電，速度傳感器用螺釘固定在塑料片上， 塑料片固定 在后輪支架上，這樣固定好之后，就有了較高的穩(wěn)定性。速度傳感器通過(guò)后輪軸 上的齒輪與電機(jī)相連，車(chē)輪每轉(zhuǎn)一圈，速度傳感器轉(zhuǎn)過(guò)2.75圈。這樣能夠很好的穩(wěn)

12、定工作，且能很準(zhǔn)確的得到電機(jī)的轉(zhuǎn)速，比較可靠。第五章小車(chē)的軟件設(shè)計(jì)在編寫(xiě)程序過(guò)程中，為了便于調(diào)試和調(diào)用，本文將底層函數(shù)都以模塊的方 式封裝起來(lái)，在模塊中完成系統(tǒng)的初始化，賽道的識(shí)別，速度控制和電機(jī)控制。 這樣各個(gè)模塊相對(duì)獨(dú)立、結(jié)構(gòu)清晰，便于理解，而且有利于后期修改。為了減輕 單片機(jī)的處理任務(wù)，提高智能車(chē)控制的實(shí)時(shí)準(zhǔn)確程度， 本文對(duì)程序作了優(yōu)化，避 免了很多不必要的運(yùn)算。系統(tǒng)框圖如圖：賽道邊沿提取算法提取賽道邊沿的原則是在保證準(zhǔn)確性的前提下提高運(yùn)算速度，并具有較好的 環(huán)境適應(yīng)能力。本文使用的雙邊沿提取算法的核心為： 邊緣檢測(cè)算法。由于白板 的灰度值很大，黑線的灰度值很小，所以會(huì)檢測(cè)到一個(gè)下降沿的

13、跳變， 記錄下跳 變沿發(fā)生時(shí)的列號(hào)，就能確定出黑線的位置。攝像頭組的核心部分為左右邊線的提取， 從而推算出中心線的位置，引導(dǎo)車(chē) 子的行進(jìn)方向。我們使用了 ov7620這款數(shù)字?jǐn)z像頭，返回的是灰度圖像，遠(yuǎn)方 圖像較模糊，難以提取黑線。所以我們使用了邊沿銳化算法，根據(jù)一定的閾值， 對(duì)返回的灰度圖像進(jìn)行遍歷，運(yùn)算處理，得到反映圖像邊沿的二值圖像， 遠(yuǎn)方的 信息也能較好地得到，再進(jìn)行左右邊線的提取。只需設(shè)定好跳變的閾值，就可以比較準(zhǔn)確的檢測(cè)出黑色引導(dǎo)線。因?yàn)橐环鶊D 像白板與黑線的灰度值相對(duì)差值較大，這樣可以減輕環(huán)境光線對(duì)邊沿檢測(cè)的影響 從而使智能車(chē)能夠適應(yīng)各種賽道環(huán)境。通過(guò)多次調(diào)試可以找出適宜的閥值大

14、小。雙邊沿提取的思路是：采用由近到遠(yuǎn)的搜索方式，搜索圖像的有效邊沿和無(wú) 效邊沿，找到左右邊線，以黑線的位置為基準(zhǔn)建立搜索窗口， 然后分別在窗口內(nèi) 繼續(xù)尋找雙邊線?？刂撇呗灾悄苘?chē)的車(chē)速主要采用增量式PID控制和位置式PD控制，將模糊控制與 PID控制相結(jié)合，使智能車(chē)能夠在賽道上平穩(wěn)快速的行駛。經(jīng)典PID控制介紹在工程實(shí)際中，應(yīng)用最為廣泛的調(diào)節(jié)控制規(guī)律為比例、積分、微分控制，簡(jiǎn) 稱(chēng)PID控制，又稱(chēng)PID調(diào)節(jié)。PID控制器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，穩(wěn)定性好、工作可靠、調(diào)節(jié) 方便而成為工業(yè)控制的主要技術(shù)之一。當(dāng)被控對(duì)象的結(jié)構(gòu)和參數(shù)不能通過(guò)有效的 測(cè)量手段來(lái)獲取即不能得到精確的數(shù)學(xué)模型時(shí)，系統(tǒng)控制器的結(jié)構(gòu)和參數(shù)必須依

15、靠現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試和經(jīng)驗(yàn)來(lái)確定，這時(shí)應(yīng)用 PID控制技術(shù)最為方便。PID控制器是一種 線性控制器，它根據(jù)給定值與實(shí)際輸出值之間形成偏差，將偏差的比例（P）、-10 -PID積分(I )、微分(D)通過(guò)線性組合構(gòu)成控制量，對(duì)被控對(duì)象進(jìn)行控制 控制原理圖如下：?jiǎn)挝环答乪代表理想輸入與實(shí)際輸出的偏差，將偏差信號(hào)e送入控制器，控 制器算出偏差信號(hào)e的微分值和積分值，將計(jì)算出來(lái)的微分值和積分值與原來(lái)的 誤差信號(hào)e進(jìn)行線性組合，得到輸出量uo計(jì)算公式如公式(4-1)所示。(4-1)u(t) = Kp e(t)其中Kp、K、Kj分別成為比例系數(shù)、積分系數(shù)、微分系數(shù)；r(t)、e(t) 、u(t)分別為控制器 的輸入

16、信號(hào)、偏差信號(hào)、輸出信號(hào)。在PID控制系統(tǒng)中，比例調(diào)節(jié)是最簡(jiǎn)單的調(diào)節(jié)方式，它能夠快速、無(wú)滯后的 是被控參數(shù)穩(wěn)定在給定值附近，并且能及時(shí)克服擾動(dòng)干擾，一般增大比例系數(shù) Kp可以減小上升時(shí)間，但比例控制不能消除穩(wěn)態(tài)誤差，并且比例系數(shù)Kp過(guò)大時(shí)會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)不穩(wěn)定。位置式PID算法在計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中，使用的是數(shù)字PID控制器。數(shù)字PID控制算法可以分 為位置式PID和增量式PID控制算法。由于計(jì)算機(jī)控制是一種采樣控制，它不能像模擬控制那樣連續(xù)輸出控制量進(jìn) 行連續(xù)控制，而只能根據(jù)采樣時(shí)刻的偏差計(jì)算控制量， 數(shù)字PID控制需要將微分 項(xiàng)和積分項(xiàng)進(jìn)行離散化處理。離散化處理方法為：采樣周期為T(mén),采樣序號(hào)為k,

17、則離散時(shí)間kT對(duì)應(yīng)著連續(xù)時(shí)間t ,得到離散化的PID表達(dá)式由公式(4-2)給出：nT.u(k) =KP：e(k) 一% e( j) e(k) -e(k 1)DT(4-2)其中，u(k)第K次采樣時(shí)微機(jī)輸出;-11 -e(k)第K次采樣時(shí)的偏差值；e(k -1) 第K-1次采樣時(shí)的偏差值。位置式PID控制是將輸出量u(k)直接作用于執(zhí)行結(jié)構(gòu)，u(k)的值與執(zhí)行機(jī) 構(gòu)的位置時(shí)一一對(duì)應(yīng)的。由于位置式PID每次輸出都與過(guò)去的狀態(tài)有關(guān)，計(jì)算時(shí) 要對(duì)ek進(jìn)行累加，工作量大，并且當(dāng)計(jì)算機(jī)出現(xiàn)故障時(shí)，輸出量 u(k)變化幅度 很大，從而引起執(zhí)行機(jī)構(gòu)位置的大幅度變化， 很有可能造成嚴(yán)重的生產(chǎn)事故，不 能用于實(shí)際

18、的生產(chǎn)。增量式PID算法增量式PID控制是將控制量的增量a u(k)作為數(shù)字控制器的輸出，控制器的 第k-1個(gè)采樣時(shí)刻的輸出值由公式(4-3)給出： TOC o 1-5 h z TTd=e(k -1) -e(k -2)u(k-1) = Kpe(k-1) + Ti e( j) + T(4-3)j =o將式(4-2)與式(4-3)相減并整理得，可以的到增量式 PID控制器的增量 u(k),4u(k)由公式(4-4)給出：錯(cuò)誤！未找到引用源。(4-4)TKi = Kp - 式中：Ti 積分系數(shù)；Td Kd = Kp T 微分系數(shù)。此控制器輸出的控制量的增量 Au(k)與采樣周期、比例系數(shù)、積分時(shí)間常

19、數(shù) 和微分時(shí)間常數(shù)有關(guān)。當(dāng)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)采用恒定的采樣周期T,確定(、K、K,則只需要使用前后三次測(cè)量的偏差值，就可以求出控制量。增量式 PID控制 算法比位置式PID控制算法計(jì)算量小，在實(shí)際中應(yīng)用廣泛。智能車(chē)的速度控制算法智能車(chē)速度控制系統(tǒng)以K60單片機(jī)為控制系統(tǒng)的核心，由單片機(jī)給電機(jī)一個(gè) 給定速度即理論速度，建立用K糊PID控制器，利用模糊PID控制器來(lái)控制電機(jī)的 轉(zhuǎn)速，即控制智能車(chē)的實(shí)際速度。再利用光電編碼器來(lái)測(cè)量智能車(chē)的實(shí)際車(chē)速，-12 -并將實(shí)際車(chē)速反饋給模糊PID控制器，形成閉環(huán)負(fù)反饋回路。具體程序框架圖如下：第六章調(diào)試工具對(duì)于攝像頭隊(duì)而言，對(duì)圖像的提取的處理無(wú)疑是一個(gè)很重要的環(huán)節(jié)

20、，為了更好更準(zhǔn)備的提取和處理黑線，我們開(kāi)發(fā)了一個(gè)查看攝像頭傳回來(lái)圖像的上位機(jī)。它能夠?qū)z像頭傳回來(lái)的數(shù)據(jù)還原到真實(shí)的圖像，以便于我們看到攝像頭工作的 情況，及時(shí)發(fā)現(xiàn)和處理攝像頭方面的問(wèn)題。該上位機(jī)的工作界面如下：攝像頭調(diào)試軟件-13 -編譯開(kāi)發(fā)環(huán)境對(duì)于S128處理器的編程開(kāi)發(fā)，使用開(kāi)發(fā)工具：CodeWarrior 10.1（以下簡(jiǎn)稱(chēng) CW10.1）,它提供了高度可視化操作及自動(dòng)創(chuàng)建復(fù)雜嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用的功能，編輯界面十分友好，可以對(duì)程序的閱讀與開(kāi)發(fā)帶來(lái)很多便利。但正是因?yàn)樗腥绱藦?qiáng)大的功能，所以運(yùn)行時(shí)需要占用PC機(jī)更多的資源，包括軟件啟動(dòng)在內(nèi)的很多操作都執(zhí)行的很慢，而且不具有變量實(shí)時(shí)查看功能，不

21、利于系統(tǒng)的在線調(diào)試。Freescale Code Warrior - main.c-14 -用口調(diào)試工具由于模型車(chē)在跑道上實(shí)際運(yùn)行時(shí)都處于高速運(yùn)行狀態(tài)，調(diào)試人員不可能隨時(shí) 跟著智能車(chē)進(jìn)行觀察。因此，要選用方便易用的藍(lán)牙傳輸方式傳送數(shù)據(jù)給上位機(jī)， 調(diào)試人員就能在上位機(jī)上監(jiān)視智能車(chē)的運(yùn)行狀況，方便地進(jìn)行離線數(shù)據(jù)分析。藍(lán) 牙模塊發(fā)揮的作用是：將智能車(chē)采集的圖像、處理得到的雙邊線、中心線、車(chē)速 和輸出給電機(jī)的PW瞰占空比等數(shù)據(jù)通過(guò)藍(lán)牙模塊發(fā)送到上位機(jī)上。 此藍(lán)牙模塊 可在10米內(nèi)可靠傳輸數(shù)據(jù)。模擬示波器界面-15 -第七章車(chē)模參數(shù)與總結(jié)致謝7.1車(chē)模規(guī)格車(chē)長(zhǎng)31.5cm車(chē)寬18cm車(chē)局35cm重量1.

22、3kg傳感器類(lèi)型2傳感器個(gè)數(shù)2總電容735.uf7.2總結(jié)與致謝本屆比賽較以往而言，難度大大增加，增加了直角彎，中心黑色線，障礙物， 還有燈塔，關(guān)鍵是預(yù)賽除了坡道之外所有的難度都有， 在比賽是稍微的不注意就 有可能死在各種難度上，所以本屆比賽重點(diǎn)看的是車(chē)子的穩(wěn)定性， 只有在穩(wěn)定性 較好的基礎(chǔ)上，再去處理各種難度才可以是車(chē)子跑的又快又穩(wěn)； 增加了比賽的難 度有利于進(jìn)一步提高選手的算法分析應(yīng)用能力， 這或許是以后比賽的一個(gè)重點(diǎn)所 在。歷經(jīng)滄桑，飛思卡爾智能車(chē)比賽已舉行了十屆了，回顧這幾年的技術(shù)發(fā)展， 每一年都有著很大的創(chuàng)新，一年又一年的不斷地提高選手的能力， 從第一年以光 電車(chē)為主，到第二年攝像頭

23、車(chē)成績(jī)遙遙領(lǐng)先，到第三年激光管車(chē)的出現(xiàn)，再到第 五年電磁車(chē)的出現(xiàn)，每一個(gè)新的檢測(cè)方法的出現(xiàn)都使車(chē)速提升到一個(gè)新的高度。雖然每年的賽道元素千變?nèi)f化，但始終不變的是選手們對(duì)車(chē)子的熱血激情； 車(chē)因 此不僅需要做到很好的路徑優(yōu)化，更重要的是車(chē)模的穩(wěn)定性，因此調(diào)整車(chē)模的機(jī) 械結(jié)構(gòu)使其更加穩(wěn)定花費(fèi)了我們大量的時(shí)間。 相信在不久的將來(lái)，車(chē)模的形態(tài)還 會(huì)出現(xiàn)很大的改變，只有創(chuàng)新才會(huì)有進(jìn)步。這個(gè)比賽過(guò)程離不開(kāi)學(xué)院、老師和學(xué)長(zhǎng)們的支持，沒(méi)有學(xué)院領(lǐng)導(dǎo)的重視，老 師的悉心指導(dǎo)，學(xué)長(zhǎng)們的熱心幫助，我們不會(huì)有今天的成績(jī)。感謝一路走來(lái)的隊(duì) 友，感謝一路陪伴的學(xué)習(xí)學(xué)妹們，感謝所有為飛思卡爾智能車(chē)做出努力的人們， 感謝所有為安

24、科智能車(chē)做出貢獻(xiàn)的小伙伴。同時(shí)我要重點(diǎn)感謝我們的徐老師，他 和我們一起堅(jiān)持，熬夜；每次當(dāng)我們遇到問(wèn)題是他總是能夠給我們悉心的指導(dǎo)和 建議，同事他也不斷地給我們以鼓勵(lì)和生活上的照顧，也是我們最好的朋友。-16 -參考文獻(xiàn)1譚浩強(qiáng)著.C程序設(shè)計(jì)M .北京：清華大學(xué)出版社，2003.2邵貝貝.單片機(jī)嵌入式應(yīng)用的在線開(kāi)發(fā)方法M .北京清華大學(xué)出版社.2004.3閻石.數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)M.北京：高等教育出版社.2006.4賈秀江，李潁.攝像頭黑線識(shí)別算法和賽車(chē)行駛控制策略.電子產(chǎn)品世界. 2007, 5(5):146-1475劉進(jìn)、齊曉慧、李永科、基于視覺(jué)的智能車(chē)模糊PID控制算法.兵工自動(dòng)化.2008

25、,27(10)6卓晴、黃開(kāi)月t,邵貝貝.學(xué)做智能車(chē)一一挑戰(zhàn)“飛思卡爾”杯.北京航空航天 大學(xué)出版社.2007,37夏陸毅，電路原理圖與電路板設(shè)計(jì)教程protel 99seM,北京希望電子出版社，2002.68陳益飛，單片機(jī)原理及應(yīng)用技術(shù)M,國(guó)防工業(yè)出版社,2011-17 -附錄：部分代碼void TaskStart(void *pdata)(INT8U err;unsigned char i=0;unsigned char j;unsigned char *pucTemp;unsigned char temp_index,find_ok_hang;unsigned char summation

26、;unsigned char temp_i,tempFlag;unsigned char b_counter ;unsigned char n_counter;unsigned char temp_xcs_maxphoto =xcs_maxphoto; 135unsigned char int16sTemp1,int8sTemp,int16sTemp2;unsigned char temp_num;unsigned char NEW_IMAGE;unsigned char sDistanceToPrevRowPos; /黑塊距離上幀基距離int TmpLeftStart, TmpLeftEnd

27、, TmpRightStart, TmpRightEnd;int left,right;Read_AD_6(); /讀取滑動(dòng)變阻器的值G_MAX_PHOTO_YUZHI =(sensor_ad6)/20;temp_xcs_maxphoto= G_MAX_PHOTO_YUZHI;/RTICTL=0 x4f;/實(shí)時(shí)中斷控制寄存器/ CRGINT_RTIE=1;/實(shí)時(shí)中斷控制寄存器 CRGINT_RTIE=1;打開(kāi)中斷=0關(guān)閉/ 將數(shù)組的地址裝入指針數(shù)組 for(i=0;iIMAGE_ROW;i+) (p_addr_Buffer1i = &uca_Buffer1i;for(i=0;iIMAGE_RO

28、W-IMAGE_ROW_DIS;i+)(PosStore1i=IMAGE_COLUMN/2; 初始化黑線位置數(shù)組兩組一組用于存放上一場(chǎng) 一組存放本場(chǎng) 默認(rèn)是中間值 IMAGE_COLUMN/2PosStore2i=PosStore1i;BlockSelectedIndexi = VIDEO_INIT_DATA; /初始化黑塊個(gè)數(shù) 和 黑線在黑塊中的索引LINE_NFO_REC_PREi.i = IMAGE_COLUMN/2;LINE_NFO_REC_PREi.num =0;LINE_NFO_RECi.rec0.i = IMAGE_COLUMN/2;LINE_NFO_PRE_F_END = AD

29、JACENCY_FRAME_BASELINES_LIMIT;/初始化得偏差printp(uart_putchar,starting gon);-18 -TFLG1_C0F=1; / 清行中斷標(biāo)志TFLG1_C1F=1; / 清場(chǎng)中斷標(biāo)志TIE_C0I = 1;TIE_C1I = 1;for(;) / 主循環(huán)(OSSemPend(SemPhoMake01,0,&err);i =0;find_ok_hang= 0;/表示假設(shè)沒(méi)有找到第一個(gè)有效基行1表示找到ValidBottomRow = VIDEO_INIT_DATA;/首先假設(shè)是場(chǎng)無(wú)效的ValidTopRow =0 ;/假設(shè)開(kāi)始的最后一個(gè)位置是

30、0while(heixian(IMAGE_ROW-IMAGE_ROW_DIS) if(i heixian)/新的還沒(méi)有采集過(guò)來(lái) IMAGE_COLUMN/01 2 3 4 5 6temp_index = i; pucTemp = p_addr_Buffer1temp_index; b_counter = 0;/黑點(diǎn)塊得索引n_counter = 0;/黑點(diǎn)塊得黑點(diǎn)個(gè)數(shù)LINE_NFO_RECtemp_index.mul = 0; /表示本行沒(méi)有黑點(diǎn)塊LINE_NFO_RECtemp_index.rec2.num =0;/表示本行黑點(diǎn)沒(méi)有異常BlockSelectedIndexi = VIDEO

31、_INIT_DATA; /初始化黑塊個(gè)數(shù) 和黑線在黑塊中的索引VIDEO_INIT_DATA =251start /-先找到最左面和最最右面的點(diǎn)的位置 for(j=0; j temp_xcs_maxphoto) /說(shuō)明是白 G_a =j; G_a_back=j; break; for(j=IMAGE_COLUMN-2; j2; j=j-2)/,pucTemp1+j+ /全白是大數(shù) 全黑是最小值 故而1是白0是黑if(*(pucTemp+j) temp_xcs_maxphoto) /說(shuō)明是 G_b =j; G_b_back =j; break;-19 -)for(j=LINE_NFO_RECi.

32、rec0.i;j3;j-=3)(if(*(pucTemp+j) temp_xcs_maxphoto&*(pucTemp+j-1) temp_xcs_maxphoto&*(pucTemp+j-2) temp_xcs_maxphoto)(G_a =j;break;)for(j=LINE_NFO_RECi.rec0.i;j=IMAGE_COLUMN -4;j+=3)(if(*(pucTemp+j) temp_xcs_maxphoto&*(pucTemp+j+1) temp_xcs_maxphoto&*(pucTemp+j+2)=20&LINE_NFO_RECi.rec0.i=20& (TmpLeft

33、Start= LINE_NFO_RECi.rec0.i -20;TmpLeftEnd = LINE_NFO_RECi.rec0.i +20;left =TmpLeftStart;right = TmpLeftEnd;for(j=TmpLeftStart;j(LINE_NFO_RECi.rec0.i)+20-2;j+=2)(if(*(pucTemp+j) temp_xcs_maxphoto&*(pucTemp+j+1)(LINE_NFO_RECi.rec0.i)-20+2;j-=2) (if(*(pucTemp+j) temp_xcs_maxphoto&*(pucTemp+j-1) temp_xcs_maxphoto)-20 -/ G_b= TmpRightEnd =j; right=