賽區(qū)-攝像頭組理工3隊技術報告

本人完全了解第六屆大學生“飛思”杯智能汽車競賽關保留、使用技術報告和研究的規(guī)定，即：參賽作品著作權歸參賽者本人，比賽和飛思半導體公司可以在相關主頁上收錄并公開參賽作品的設計方案、技術報告以及參賽模型車的、圖像資料，并將相關內容編纂收錄在出版集中。日

:K60，CCD頭，PID控 tothefeedbackcontrol.WeusePIDcontrolalgorithmtoadjustthespeedofthedriveThroughaseriesofdebugging,thesystemdesignisfeasible. 第1 引 .-第2 系統(tǒng)總體設計.......................................................................-系統(tǒng)分析...............................................................................................................-車模整體布局.......................................................................................................-本章小結...............................................................................................................-第3 硬件電路系統(tǒng)設計及實現.................................................-硬件設計方案......................................................................................................-電源穩(wěn)壓..............................................................................................................-電機驅動..............................................................................................................-圖像處理部分......................................................................................................-本章小結..............................................................................................................-第4 系統(tǒng)設計.....................................................................-4.1流程圖..........................................................................................................-4.2中心線提取..........................................................................................................-

速度控 .- 算法..............................................................................................................-本章小結..............................................................................................................-第5 系統(tǒng)聯 .-開發(fā)工具..............................................................................................................-無線調試藍牙模塊及藍牙上位 .-鍵盤加液晶調試..................................................................................................-CCD頭模塊調試............................................................................................- 本章小結..............................................................................................................-第6 模型車技術參數.................................................................-第7 總結....................................................................................-參考文獻....................................................................................................-1的一次，汽車智能化的程度被看作是衡量現代汽車水平的重要標志，是用種全新的汽車概念和汽車產品，在的將來會成為汽車生產和汽車市場的主在該技術報告中，詳細介紹了智能車系統(tǒng)的軟硬件結構、設計開發(fā)過整個過程，培養(yǎng)了對電路的設計、的編程、系統(tǒng)的調試等各個方面的路的設計、的編程、系統(tǒng)的調試等個方面的能力，鍛煉了知識融合、2系統(tǒng)該系統(tǒng)以Freescale32位單片機K60作為系統(tǒng)控制處理器，采用基于的頭的圖像采樣模塊獲取賽道圖像信機轉速控制采用PID控制，通過控制驅動電路調整電機的功率，通過特定算法分析頭到的圖像,息，獲取頭LM1881電機驅編智能車系統(tǒng)主要包括以下模塊：頭LM1881電機驅編車模

采用高強度輕質量的碳素桿作頭支架；頭架在電機前方，減少本章質量將影響到道路信息的探測效果以及車子的行駛拐彎、加效果。安裝時使得具有較好機械特第二章系統(tǒng)機械設計及實現硬件設計是在可靠的基礎上使其簡單化，滿足穩(wěn)定工作的基本要求，電源管理模塊要保證使整個系統(tǒng)供電穩(wěn)定；保證傳感器信息準確有效；電硬件電路板。最小系統(tǒng)板可以插在主板上組成信號、處理和電機控制單元。同時為了減小電機驅動電路帶來的干擾，把控制部分和電機驅動分開來。主板主要電路包括如下：電源穩(wěn)壓電路、信號電路、最小系統(tǒng)板插座、頭接口、舵機接口、電機驅動器接口、編接口、TF卡、OLED、電源單片機最小系統(tǒng)板使用K60單片機，100PQFP封裝，為減少電路板空間，主板上僅將本系統(tǒng)所用到的引腳引出，包括接口、計數器接口、外部中斷接口、若干普通IO接口等。還包括電源濾波電路、時鐘電路、復位電路、串行通訊接口、JTAG接口。電源整車的硬件電路電源由可充電鎳鎘電池提供（7.2V、2000mAh。但計了多種穩(wěn)壓電路，將電池電壓轉換成各個模塊所需要的電壓。電壓種類大致有3.3V為MCU、OLED、串口等供電；5V為圖像處理電路、速度反饋信號處理電路供電；12V為頭供電；電機多種模式下工作，經過在賽道上對進行試驗，電機的加效果很好，完 對不同賽道加的要求。圖像3.4.1頭升壓電 3.4.2分離電頭信號中除了包含圖像信號之外，還包括了行同步信號、行消隱信要對信號進行，就必須通過同步分離電路準確地把握各種信號間的邏輯關系。于是使用了經典的LM1881對信號同步分離，得到行本章硬件電路的可靠運行是整個系統(tǒng)正常工作的基礎，本章詳細介紹了系統(tǒng)第4章系統(tǒng)設YNY中心線提直接邊緣檢測算4.2.1圖 圖 S彎圖4.2.4交速度對速度的控制參考了采用增量式PID算法，將經過圖象處理后得到的賽道中心線和對應的速度PID參照速度處理成二次曲線的關系。并且參照前瞻量動在實際測試中，小車在直道和彎道相互過渡加比較靈敏，沒有明顯速度變化， PID算PID算法,適合單輸入單輸出系統(tǒng),對于相對復雜的非線性系統(tǒng)可能需要進行補償所謂的積分飽和現象是指如果系統(tǒng)存在一個方向的偏差，PID控制器的器輸出U(k)繼續(xù)增大，執(zhí)行器開度不可能再增大，此時計算機輸出控制量超出制性能，這種現象稱為積分飽和現象或積分失控現象。進行閉環(huán)反饋控制，于是使用了魯棒性很好的經典PID控制算法，配合使PID控制是工程實際中應用最為廣泛的調節(jié)器控制規(guī)律。問世至今70多年圖 PID控制原理框PID和增量式PID兩種。位置式PID基本PID控制器的理想算式tu(t)Ke(t) t u(t)——控制器(也稱調節(jié)器)e(t)——控制器的輸入（c(t)Kp—ku(k)Kpe(k)Kie(j)Kde(k)式中Ki為積分系數，Kd增量式PID

Δu(k)對應的是本次執(zhí)行機構位置的增量，而不是對由式可得增量式PID控制算式u(k)u(k)u(k1)Kpe(k)Kie(k)Kd[e(k) 確定僅與最近3次的采樣值有關，容易通過處理獲得比較好的控制效果但是增量式是計算機的累積過程，由硬件或被控對象完成，而的硬件不具備這樣的功能[13]PID調節(jié)是在一個固定值的上下范圍內調整，不利于智能車迅速的實施加控制，因此速度控制采用位置式PID算法。在連續(xù)控制系統(tǒng)中，按偏差的比例（P、積分（I、微分（D）進行控制的些控制模型，參數變化較大的被控對象，采用PID控制器往往能得到滿意PIDPID控制算法不斷改進和完善，顯著地擴展了它的功能。本例采用增量式數字PID程序以方式來對直流電PIDKp為比例常數，Ti為積分時間常數，Td為微分時間常數，T為采樣周期。 aaz1

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T關，所以較容易通過處理而獲得比較好的控制效果。 4.4.2PID紅線:電池電壓路徑上路徑并不是很完美。經過小組成員嚴謹的開了一次會；決定引入平中心線的平均，作為本場的中心引導線。這樣一來車輛在過彎時路徑有了5開發(fā)程序的編寫、編譯和，并最終生成可執(zhí)行文件。MSP430應用程序。還包含一個匯編器和一個仿真器。PCRS232通信。鍵盤及圖像。另外能在賽場上快速切換速度以適應比賽，還安裝了撥碼開關。圖 者程序代碼，或者直接當硬盤使用（U盤）。況?，F在已經將那個小bug給解決了，這樣就省去每次修改參數還需要在都會將修改后的參數重新記住，十分方便。5.3.1UI6.4.2實bmpbmp圖 PID參數調節(jié)上位PID參數調節(jié)等下位機程序，都可以在調試過程中發(fā)現問題，并及時作出相應的，在PID調試過程中首先是測試PID參數在設置為勻速狀態(tài)下實際速度的變化情況，，好的PID參數在各種賽道路況下都能將實際速度保個突變，觀察實際速度的響應情況。經測試發(fā)現，好的PID參數在階躍響，電源的穩(wěn)定性對小車性能影響很大，經過上網查閱資料發(fā)現，鎳鉻電池是具有效應的，這樣一來在對小車算法進行調試時，往往會因為電池的性能差異，而影響隊算法的爭取判斷。因此，有必要對電池進行規(guī)范合理的充放電，以提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性。為此還專門制作了一個放電及電池性能檢測鎳鎘電池效對于鎳鎘電池,正常的是定期深放電:平均每使用一個月(或30次循環(huán))因過度充電而發(fā)熱，電量反而降低。制在0.5C。本章CCD2個（1個CCD，一個編0 8不僅僅把所學的理論知識應用于實際，還了大量的新知識。不僅開拓了視野，使的動手能力、運用知識的能力、分析解決問題的能力也有了很本文主要介紹了CCD頭智能車的總體設計方案，包括機械結構的安裝調整，硬件電