賽區(qū)-攝像頭組理工3隊(duì)技術(shù)報(bào)告

本人完全了解第六屆大學(xué)生“飛思”杯智能汽車競(jìng)賽關(guān)保留、使用技術(shù)報(bào)告和研究的規(guī)定，即：參賽作品著作權(quán)歸參賽者本人，比賽和飛思半導(dǎo)體公司可以在相關(guān)主頁上收錄并公開參賽作品的設(shè)計(jì)方案、技術(shù)報(bào)告以及參賽模型車的、圖像資料，并將相關(guān)內(nèi)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(shè)計(jì).......................................................................-系統(tǒng)分析...............................................................................................................-車模整體布局.......................................................................................................-本章小結(jié)...............................................................................................................-第3 硬件電路系統(tǒng)設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn).................................................-硬件設(shè)計(jì)方案......................................................................................................-電源穩(wěn)壓..............................................................................................................-電機(jī)驅(qū)動(dòng)..............................................................................................................-圖像處理部分......................................................................................................-本章小結(jié)..............................................................................................................-第4 系統(tǒng)設(shè)計(jì).....................................................................-4.1流程圖..........................................................................................................-4.2中心線提取..........................................................................................................-

速度控 .- 算法..............................................................................................................-本章小結(jié)..............................................................................................................-第5 系統(tǒng)聯(lián) .-開發(fā)工具..............................................................................................................-無線調(diào)試藍(lán)牙模塊及藍(lán)牙上位 .-鍵盤加液晶調(diào)試..................................................................................................-CCD頭模塊調(diào)試............................................................................................- 本章小結(jié)..............................................................................................................-第6 模型車技術(shù)參數(shù).................................................................-第7 總結(jié)....................................................................................-參考文獻(xiàn)....................................................................................................-1的一次，汽車智能化的程度被看作是衡量現(xiàn)代汽車水平的重要標(biāo)志，是用種全新的汽車概念和汽車產(chǎn)品，在的將來會(huì)成為汽車生產(chǎn)和汽車市場(chǎng)的主在該技術(shù)報(bào)告中，詳細(xì)介紹了智能車系統(tǒng)的軟硬件結(jié)構(gòu)、設(shè)計(jì)開發(fā)過整個(gè)過程，培養(yǎng)了對(duì)電路的設(shè)計(jì)、的編程、系統(tǒng)的調(diào)試等各個(gè)方面的路的設(shè)計(jì)、的編程、系統(tǒng)的調(diào)試等個(gè)方面的能力，鍛煉了知識(shí)融合、2系統(tǒng)該系統(tǒng)以Freescale32位單片機(jī)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(jī)轉(zhuǎn)速控制采用PID控制，通過控制驅(qū)動(dòng)電路調(diào)整電機(jī)的功率，通過特定算法分析頭到的圖像,息，獲取頭LM1881電機(jī)驅(qū)編智能車系統(tǒng)主要包括以下模塊：頭LM1881電機(jī)驅(qū)編車模

采用高強(qiáng)度輕質(zhì)量的碳素桿作頭支架；頭架在電機(jī)前方，減少本章質(zhì)量將影響到道路信息的探測(cè)效果以及車子的行駛拐彎、加效果。安裝時(shí)使得具有較好機(jī)械特第二章系統(tǒng)機(jī)械設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)硬件設(shè)計(jì)是在可靠的基礎(chǔ)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(gè)系統(tǒng)供電穩(wěn)定；保證傳感器信息準(zhǔn)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(hào)、處理和電機(jī)控制單元。同時(shí)為了減小電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路帶來的干擾，把控制部分和電機(jī)驅(qū)動(dòng)分開來。主板主要電路包括如下：電源穩(wěn)壓電路、信號(hào)電路、最小系統(tǒng)板插座、頭接口、舵機(jī)接口、電機(jī)驅(qū)動(dòng)器接口、編接口、TF卡、OLED、電源單片機(jī)最小系統(tǒng)板使用K60單片機(jī)，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(jì)數(shù)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(shí)鐘電路、復(fù)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(jì)了多種穩(wěn)壓電路，將電池電壓轉(zhuǎn)換成各個(gè)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(hào)處理電路供電；12V為頭供電；電機(jī)多種模式下工作，經(jīng)過在賽道上對(duì)進(jìn)行試驗(yàn)，電機(jī)的加效果很好，完 對(duì)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(hào)中除了包含圖像信號(hào)之外，還包括了行同步信號(hào)、行消隱信要對(duì)信號(hào)進(jìn)行，就必須通過同步分離電路準(zhǔn)確地把握各種信號(hào)間的邏輯關(guān)系。于是使用了經(jīng)典的LM1881對(duì)信號(hào)同步分離，得到行本章硬件電路的可靠運(yùn)行是整個(gè)系統(tǒng)正常工作的基礎(chǔ)，本章詳細(xì)介紹了系統(tǒng)第4章系統(tǒng)設(shè)YNY中心線提直接邊緣檢測(cè)算4.2.1圖 圖 S彎圖4.2.4交速度對(duì)速度的控制參考了采用增量式PID算法，將經(jīng)過圖象處理后得到的賽道中心線和對(duì)應(yīng)的速度PID參照速度處理成二次曲線的關(guān)系。并且參照前瞻量動(dòng)在實(shí)際測(cè)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(duì)于相對(duì)復(fù)雜的非線性系統(tǒng)可能需要進(jìn)行補(bǔ)償所謂的積分飽和現(xiàn)象是指如果系統(tǒng)存在一個(gè)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(shí)計(jì)算機(jī)輸出控制量超出制性能，這種現(xiàn)象稱為積分飽和現(xiàn)象或積分失控現(xiàn)象。進(jìn)行閉環(huán)反饋控制，于是使用了魯棒性很好的經(jīng)典PID控制算法，配合使PID控制是工程實(shí)際中應(yīng)用最為廣泛的調(diào)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(diào)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(shù)，Kd增量式PID

Δu(k)對(duì)應(yīng)的是本次執(zhí)行機(jī)構(gòu)位置的增量，而不是對(duì)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(guān)，容易通過處理獲得比較好的控制效果但是增量式是計(jì)算機(jī)的累積過程，由硬件或被控對(duì)象完成，而的硬件不具備這樣的功能[13]PID調(diào)節(jié)是在一個(gè)固定值的上下范圍內(nèi)調(diào)整，不利于智能車迅速的實(shí)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(jìn)行控制的些控制模型，參數(shù)變化較大的被控對(duì)象，采用PID控制器往往能得到滿意PIDPID控制算法不斷改進(jìn)和完善，顯著地?cái)U(kuò)展了它的功能。本例采用增量式數(shù)字PID程序以方式來對(duì)直流電PIDKp為比例常數(shù)，Ti為積分時(shí)間常數(shù)，Td為微分時(shí)間常數(shù)，T為采樣周期。 aaz1

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T關(guān)，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(jīng)過小組成員嚴(yán)謹(jǐn)?shù)拈_了一次會(huì)；決定引入平中心線的平均，作為本場(chǎng)的中心引導(dǎo)線。這樣一來車輛在過彎時(shí)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(yīng)用程序。還包含一個(gè)匯編器和一個(gè)仿真器。PCRS232通信。鍵盤及圖像。另外能在賽場(chǎng)上快速切換速度以適應(yīng)比賽，還安裝了撥碼開關(guān)。圖 者程序代碼，或者直接當(dāng)硬盤使用（U盤）。況?，F(xiàn)在已經(jīng)將那個(gè)小bug給解決了，這樣就省去每次修改參數(shù)還需要在都會(huì)將修改后的參數(shù)重新記住，十分方便。5.3.1UI6.4.2實(shí)bmpbmp圖 PID參數(shù)調(diào)節(jié)上位PID參數(shù)調(diào)節(jié)等下位機(jī)程序，都可以在調(diào)試過程中發(fā)現(xiàn)問題，并及時(shí)作出相應(yīng)的，在PID調(diào)試過程中首先是測(cè)試PID參數(shù)在設(shè)置為勻速狀態(tài)下實(shí)際速度的變化情況，，好的PID參數(shù)在各種賽道路況下都能將實(shí)際速度保個(gè)突變，觀察實(shí)際速度的響應(yīng)情況。經(jīng)測(cè)試發(fā)現(xiàn)，好的PID參數(shù)在階躍響，電源的穩(wěn)定性對(duì)小車性能影響很大，經(jīng)過上網(wǎng)查閱資料發(fā)現(xiàn)，鎳鉻電池是具有效應(yīng)的，這樣一來在對(duì)小車算法進(jìn)行調(diào)試時(shí)，往往會(huì)因?yàn)殡姵氐男阅懿町悾绊戧?duì)算法的爭取判斷。因此，有必要對(duì)電池進(jìn)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(gè)放電及電池性能檢測(cè)鎳鎘電池效對(duì)于鎳鎘電池,正常的是定期深放電:平均每使用一個(gè)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(gè)（1個(gè)CCD，一個(gè)編0 8不僅僅把所學(xué)的理論知識(shí)應(yīng)用于實(shí)際，還了大量的新知識(shí)。不僅開拓了視野，使的動(dòng)手能力、運(yùn)用知識(shí)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(shè)計(jì)方案，包括機(jī)械結(jié)構(gòu)的安裝調(diào)整，硬件電