无人驾驶小车
简易无人驾驶小车 设计方案
汇报人：汪洋
目录
第一部分 总体概述 第二部分 摄像头模块 第三部分 Wifi模块 第四部分 tft液晶显示模块
第一 部分
第一部分 总体概述
研究背景 设计方案
研究背景
20世纪70年代，美国、德 国等发达国家开始进行无 人驾驶汽车的研究，在可 行性和实用化方面都取得 了突破性的进展。
u(k) u(k 1) K p (e(k) e(k 1)) KI e(k) KD (e(k) 2e(k 1) e(k 2)) 其中 u(k) 为小车的偏转角， KP, KI , KD
分别为比例，积分，微分系数
第三 部分
第三部分 WiFi模块
WiFi发展历史 ESP8266 ESP8266的AT配置
研究背景
设计方案
电源模块
提供3.3V和5V 的直流稳压电 源。为主控芯 片，电机驱动 芯片，摄像头 提供电压。
摄像头模块
拍摄路面，获 取黑线轨迹。 将图像信息传 递给主控芯片， 控制小车完成 循迹功能。
WiFi模块
与中心小车或 上位机通信， 传递路况信息 以及障碍物方 位。
tft液晶显示模块
显示摄像头拍 摄的画面以及 速度、温度等 信息。
ESP8266
ESP8266 尺寸为5x5 mm，ESP8266 模组需 要的外围器件有：10个电阻电容电感、1个无 源晶振、1个flash。工作温度范围：-40~125℃。 ESP8266 是一个完整且自成体系的 WiFi 网络解 决方案，能够独立运行， 也可以作为 slave 搭 载于其他 Host 运行。
CCD图像传感器具有体积小重量轻，灵 敏度高，噪声低，动态范围大等特点，但成 本较高，一般在高端数码相机上使用。
CMOS图像传感器的优点之一是电源消 耗量比CCD低，且集成性高，虽然成像质量 上略逊于CCD，但由于低廉的价格和高度的 整合性，得到了广泛的使用。
OV7670
OV7670是一个种图象传感 器，操作温度是-30℃-70℃， 模拟电压是2.5-3.0V，感光阵 列是640*480，功耗是工作时 60mW/15fpsVGAYUV；休眠时小 于20uA。
2005年，首辆城市无人驾 驶汽车在上海交通大学研 制成功。
中国从20世纪80年代开始 进行无人驾驶汽车的研究， 国防科技大学在199自主研制的无人车-由国防科 技大学自主研制的无人车红旗 HQ3在2011年首次完成了武汉到 长沙全程286公里高速无人驾驶 实验。实验中，无人车自主超车 67次，途遇复杂天气。
率放大器和匹配网络
内置PLL、稳压器和电源管理组 件
802.11b模式下+19.5dBm的输出 功率
内置温度传感器
支持天线分集 断电泄露电流小于10uA 内置低功率32位CPU：可以兼作
应用处理器
SDIO 2.0、SPI、UART STBC、1X1 MIMO、2X1 MIMO A-MPDU、A-MSDU的聚合和
ESP8266 在搭载应用并作为设备中唯一的 应用处理器时，能够直接从外接闪存中启动。 内置的高速缓冲存储器有利于提高系统性能， 并减少内存需求。
另外一种情况是，无线上网接入承担 WiFi 适配器的任务时，可以将其添加到任何基于微 控制器的设计中，连接简单易行，只需通过 SPI/SDIO 接口或中央处理器 AHB 桥接口即可。
0.4us的保护间隔 2ms之内唤醒、连接并传递数据
包
待机状态功率小于1.0mW （DTIM3）
ESP8266的AT配置
步骤1：将WIFI模块的VCC,GND,TXD,RXD和USB转串口（TTL）连好后，打开串口调试的软 件，给WIFI模块上电，会出现乱码。 步骤2：然后向WIFI模块发送AT指令（详见附录2：AT指令集）。（注意要把发送新行打 勾） 发送的指令有: AT+CWMODE=1 //选择station模式
ESP8266 强大的片上处理和存储能力，使 其可通过 GPIO 口集成传感器及其他应用的特 定设备，实现了最低前期的开发和运行中最少 地占用系统资源。
ESP8266 ESP8266芯片内部组成
ESP8266的特点
802.11b/g/n WiFi Direct(P2P)、soft-AP 内置TCP-IP协议栈 内置TR开关、balun、LNA、功
WiFi发展历史
为了实现工业、家庭和楼宇的自动化 控制，将人类从有线的环境中解放出来， 以取代线缆为目标，用于无线个人区域网。 范围的短距离无线通信技术标准得到了迅 速的发展，典型技术标准有蓝牙 （Bluetooth）、ZigBee、无线USB （WirelessUSB）、无线局域网Wi-Fi（IEEE 802.11b/g）等。由于这些技术均选择了 2.4GHz（2.4～2.483GHz）ISM 频段，再加 上无绳电话和微波炉等干扰源，就使得该 频段日益拥挤，在人们享受方便快捷的时 候，也随之而来产生一定的电磁兼容问题。 各种信号带宽见图
研究背景
摄像头循迹小车
第二 部分
第二部分 摄像头模块
CCD和CMOS OV7670模块 循迹原理
CCD和CMOS
一般来说，摄像头主要分为CCD和CMOS 两种，CCD与CMOS比较主要区别是CCD是集 成在半导体单晶材料上，而CMOS是集成在 被称做金属氧化物的半导体材料上，工作原 理没有本质的区别。
标准的SCCB接口，兼容IIC 接口；内置感光阵列，时序发 生器，AD转换器，模拟信号处 理，数字信号处理器。
OV7670参数
感光阵列：640*480 电源核电压：1.8VDV±10% 模拟电压：2.5-3.0V IO电压：1.7-3.0V 功耗：工作时 60mW/15fpsVGAYUV；休眠时小 于20uA 操作温度：-30℃-70℃ 稳定工作温度：0℃-50℃
输出格式：YUV/YCbCr4:2:2、 RGB565/555/444、GRB4:2:2、
Raw RGB Data 光学尺寸：1/6" 视场角：25° 最大帧率：30fps 信噪比：46dB 动态范围：52dB 浏览方式：逐行
封装尺寸：3785um*4235um
OV7670模块原理图
循迹原理
e(k) A* S