赛区-摄像头组理工3队技术报告

本人完全了解第六届大学生“飞思”杯智能汽车竞赛关保留、使用技术报告和研究的规定，即：参赛作品著作权归参赛者本人，比赛和飞思半导体公司可以在相关主页上收录并公开参赛作品的设计方案、技术报告以及参赛模型车的、图像资料，并将相关内容编纂收录在出版集中。日

:K60，CCD头，PID控 tothefeedbackcontrol.WeusePIDcontrolalgorithmtoadjustthespeedofthedriveThroughaseriesofdebugging,thesystemdesignisfeasible. 第1 引 .-第2 系统总体设计.......................................................................-系统分析...............................................................................................................-车模整体布局.......................................................................................................-本章小结...............................................................................................................-第3 硬件电路系统设计及实现.................................................-硬件设计方案......................................................................................................-电源稳压..............................................................................................................-电机驱动..............................................................................................................-图像处理部分......................................................................................................-本章小结..............................................................................................................-第4 系统设计.....................................................................-4.1流程图..........................................................................................................-4.2中心线提取..........................................................................................................-

速度控 .- 算法..............................................................................................................-本章小结..............................................................................................................-第5 系统联 .-开发工具..............................................................................................................-无线调试蓝牙模块及蓝牙上位 .-键盘加液晶调试..................................................................................................-CCD头模块调试............................................................................................- 本章小结..............................................................................................................-第6 模型车技术参数.................................................................-第7 总结....................................................................................-参考文献....................................................................................................-1的一次，汽车智能化的程度被看作是衡量现代汽车水平的重要标志，是用种全新的汽车概念和汽车产品，在的将来会成为汽车生产和汽车市场的主在该技术报告中，详细介绍了智能车系统的软硬件结构、设计开发过整个过程，培养了对电路的设计、的编程、系统的调试等各个方面的路的设计、的编程、系统的调试等个方面的能力，锻炼了知识融合、2系统该系统以Freescale32位单片机K60作为系统控制处理器，采用基于的头的图像采样模块获取赛道图像信机转速控制采用PID控制，通过控制驱动电路调整电机的功率，通过特定算法分析头到的图像,息，获取头LM1881电机驱编智能车系统主要包括以下模块：头LM1881电机驱编车模

采用高强度轻质量的碳素杆作头支架；头架在电机前方，减少本章质量将影响到道路信息的探测效果以及车子的行驶拐弯、加效果。安装时使得具有较好机械特第二章系统机械设计及实现硬件设计是在可靠的基础上使其简单化，满足稳定工作的基本要求，电源管理模块要保证使整个系统供电稳定；保证传感器信息准确有效；电硬件电路板。最小系统板可以插在主板上组成信号、处理和电机控制单元。同时为了减小电机驱动电路带来的干扰，把控制部分和电机驱动分开来。主板主要电路包括如下：电源稳压电路、信号电路、最小系统板插座、头接口、舵机接口、电机驱动器接口、编接口、TF卡、OLED、电源单片机最小系统板使用K60单片机，100PQFP封装，为减少电路板空间，主板上仅将本系统所用到的引脚引出，包括接口、计数器接口、外部中断接口、若干普通IO接口等。还包括电源滤波电路、时钟电路、复位电路、串行通讯接口、JTAG接口。电源整车的硬件电路电源由可充电镍镉电池提供（7.2V、2000mAh。但计了多种稳压电路，将电池电压转换成各个模块所需要的电压。电压种类大致有3.3V为MCU、OLED、串口等供电；5V为图像处理电路、速度反馈信号处理电路供电；12V为头供电；电机多种模式下工作，经过在赛道上对进行试验，电机的加效果很好，完 对不同赛道加的要求。图像3.4.1头升压电 3.4.2分离电头信号中除了包含图像信号之外，还包括了行同步信号、行消隐信要对信号进行，就必须通过同步分离电路准确地把握各种信号间的逻辑关系。于是使用了经典的LM1881对信号同步分离，得到行本章硬件电路的可靠运行是整个系统正常工作的基础，本章详细介绍了系统第4章系统设YNY中心线提直接边缘检测算4.2.1图 图 S弯图4.2.4交速度对速度的控制参考了采用增量式PID算法，将经过图象处理后得到的赛道中心线和对应的速度PID参照速度处理成二次曲线的关系。并且参照前瞻量动在实际测试中，小车在直道和弯道相互过渡加比较灵敏，没有明显速度变化， PID算PID算法,适合单输入单输出系统,对于相对复杂的非线性系统可能需要进行补偿所谓的积分饱和现象是指如果系统存在一个方向的偏差，PID控制器的器输出U(k)继续增大，执行器开度不可能再增大，此时计算机输出控制量超出制性能，这种现象称为积分饱和现象或积分失控现象。进行闭环反馈控制，于是使用了鲁棒性很好的经典PID控制算法，配合使PID控制是工程实际中应用最为广泛的调节器控制规律。问世至今70多年图 PID控制原理框PID和增量式PID两种。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(也称调节器)e(t)——控制器的输入（c(t)Kp—ku(k)Kpe(k)Kie(j)Kde(k)式中Ki为积分系数，Kd增量式PID

Δu(k)对应的是本次执行机构位置的增量，而不是对由式可得增量式PID控制算式u(k)u(k)u(k1)Kpe(k)Kie(k)Kd[e(k) 确定仅与最近3次的采样值有关，容易通过处理获得比较好的控制效果但是增量式是计算机的累积过程，由硬件或被控对象完成，而的硬件不具备这样的功能[13]PID调节是在一个固定值的上下范围内调整，不利于智能车迅速的实施加控制，因此速度控制采用位置式PID算法。在连续控制系统中，按偏差的比例（P、积分（I、微分（D）进行控制的些控制模型，参数变化较大的被控对象，采用PID控制器往往能得到满意PIDPID控制算法不断改进和完善，显著地扩展了它的功能。本例采用增量式数字PID程序以方式来对直流电PIDKp为比例常数，Ti为积分时间常数，Td为微分时间常数，T为采样周期。 aaz1

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T关，所以较容易通过处理而获得比较好的控制效果。 4.4.2PID红线:电池电压路径上路径并不是很完美。经过小组成员严谨的开了一次会；决定引入平中心线的平均，作为本场的中心引导线。这样一来车辆在过弯时路径有了5开发程序的编写、编译和，并最终生成可执行文件。MSP430应用程序。还包含一个汇编器和一个仿真器。PCRS232通信。键盘及图像。另外能在赛场上快速切换速度以适应比赛，还安装了拨码开关。图 者程序代码，或者直接当硬盘使用（U盘）。况。现在已经将那个小bug给解决了，这样就省去每次修改参数还需要在都会将修改后的参数重新记住，十分方便。5.3.1UI6.4.2实bmpbmp图 PID参数调节上位PID参数调节等下位机程序，都可以在调试过程中发现问题，并及时作出相应的，在PID调试过程中首先是测试PID参数在设置为匀速状态下实际速度的变化情况，，好的PID参数在各种赛道路况下都能将实际速度保个突变，观察实际速度的响应情况。经测试发现，好的PID参数在阶跃响，电源的稳定性对小车性能影响很大，经过上网查阅资料发现，镍铬电池是具有效应的，这样一来在对小车算法进行调试时，往往会因为电池的性能差异，而影响队算法的争取判断。因此，有必要对电池进行规范合理的充放电，以提高系统的稳定性。为此还专门制作了一个放电及电池性能检测镍镉电池效对于镍镉电池,正常的是定期深放电:平均每使用一个月(或30次循环)因过度充电而发热，电量反而降低。制在0.5C。本章CCD2个（1个CCD，一个编0 8不仅仅把所学的理论知识应用于实际，还了大量的新知识。不仅开拓了视野，使的动手能力、运用知识的能力、分析解决问题的能力也有了很本文主要介绍了CCD头智能车的总体设计方案，包括机械结构的安装调整，硬件电