参赛队员签名： 崔曙明 蔡瑞万 陈 带队老师签名： 韩福东 日 期：2013 年 8 月 3 日 睿
II
摘要
本文介绍了常州大学信息科学与工程学院车队队员们在准备第八届 Freescale 智能车大赛过程中的工作成果。智能车的硬件平台采用 MC9S12XS128 处理器的 S12 环境，软件平台为 CodeWarrior IDE5.1 开发环境，车模采用大赛组 委会统一提供的 1:10 的仿真车模。 文中介绍了智能小车控制系统的软硬件结构和开发流程。整个系统设计车 模机械结构调整、传感器电路设计及信号处理、控制算法等多个方面。本车系 统以 MC9S12XS128 微控制器为核心，通过 CCD 摄像头检测模型车的运动位置 和运动方向，用编码器检测模型车的速度。我们对图像进行硬件二值化处理， 对赛道图像进行识别。使用 PID 控制算法调节驱动电机的转速和舵机的角度， 完成对模型车运动速度和运动方向的闭环控制。为了提高智能车的行驶速度和 可靠性，我们使用了 Matlab 仿真平台和无线模块、按键和液晶显示器等调试手 段，进行了大量底层和上层测试。
5.1 赛道边界线采集 ...........................................................................................17 5.1.1.单行图像数据采集 ....................................................................17 5.1.2 边线提取 ...................................................................................18 5.1.3 求出赛道左右边界外的面积 ....................................................18 5.1.4 路径选择 ....................................................................................18 5.2 特殊赛道的识别即处理 ...............................................................................19 5.3PID 控制算法介绍 .........................................................................................21 5.3.1 位置式 PID ................................................................................22 5.3.2 增量式 PID .................................................................................22 5.3.3 PID 参数调节 .............................................................................23 5.4PID 舵机控制 .................................................................................................24 5.5PID 电机控制 .................................................................................................25 第六章 系统调试 ...............................................................................................26 6.1 调试工具介绍 ..............................................................................................26 6.1.1 IDE 环境介绍 .............................................................................26 6.1.2 无线蓝牙串口模块 ...................................................................27 6.1.3 上位机 .......................................................................................28 6.2 调试方法介绍 ..............................................................................................31
2.1 小车的硬件设计概论 .....................................................................................3 2.2 小车软件设计概论 .........................................................................................4 第三章 车模机械布局和调整 .............................................................................5 3.1 舵机的安装及前轮的调整 .............................................................................5 3.1.1 舵机的安装 ..................................................................................5 3.1.2 前轮的调整 ..................................................................................6 3.2 底盘设计 ........................................................................................................7 3.3 摄像头的安装 .................................................................................................7 3.4 编码器的安装 .................................................................................................8 3.5 车模整体的构架 .............................................................................................9 第四章 小车的硬件设计 ................................................................................... 11 4.1 硬件设计方案 ............................................................................................... 11 4.2 电源电路设计 ...............................................................................................12 4.3 图像信号处理电路 .......................................................................................13 4.4 驱动电路 .......................................................................................................13
关键词：MC9S12XS128
CCD 摄像头PID源自MatlabIII
目录
第一章 引言 .......................................................................................................1
1.1 赛事背景 .........................................................................................................1 1.2 车模设计概述 .................................................................................................1 1.3 报告内容框架 ................................................................................................2 第二章 小车的整体设计构思 ...........................................................................3