摄像头组-北京邮电大学-北邮摄像头一队-智能车技术报告-华北赛区
北邮智能车电子工艺实习报告(完整资料).doc
此文档下载后即可编辑北京邮电大学实习报告实习总结实习任务要求（1）熟悉焊接用工具（外热式电烙铁、吸锡器等），了解焊接用材料（焊料、助焊剂），正确使用电烙铁，熟练掌握手工焊接技术，按照正确的焊接操作手法进行反复练习，知道什么是高质量的焊点，保障焊点的质量，学会手工拆焊技术。
（2）用万能板焊接安装一个发光二极管交替闪烁电路。
（3）安装调测智能测速小车，要求实现秒表、测速、定点停车、终点显示时间等功能。
设计思路智能测速小车部分的整体设计思路如下图：智能测速小车是通过STC90C52RC单片机来实现的，主要分为秒表计时和光电计数两个部分。
秒表计时利用单片机的内部定时器来实现，由于利用晶体振动频率来计时，故比较精确；光电计数是利用单片机的两个外部中断，光电模块的脉冲触发中断来实现计数。
由光电模块测得的脉冲数可以求得车轮转动的圈数（圈数=脉冲数/20），再利用前面实现的秒表功能可得出小车的速度（我们这里为瞬时速度）。
定点停车是通过设定圈数来使小车停止，在程序里写一段选择语句即可实现。
至于走直线的问题，通过调节占空比来控制小车转速，使得小车有相同的速度，再调节并固定万向轮，即可实现走直线。
拓展部分：蓝牙控制小车。
利用蓝牙与51单片机通信的原理，在小车行进过程中，不断调整车轮的转速来实现走直线，并可以实现启动、停止小车、一键显示速度等功能。
实现过程常用工具和耗材：焊接用工具：电烙铁、吸锡器、其它常用工具（烙铁架、尖嘴钳、剪刀、斜嘴钳、剥线钳、镊子、切刀等）焊接用材料：焊料（铅锡焊料有熔点低、机械强度高、表面张力小、抗氧化性好的特点）、助焊剂（树脂、有机、无机）基本技能（焊接技术）：电烙铁使用注意事项：1、电烙铁通电前首先检查电烙铁的电源线有无破损，如有破损及时处理，防止发生短路、短路或触电事故；核对供电电压是否与电烙铁的额定电压相符，注意用电安全；检查烙铁头是否已上锡，新的电烙铁头或修整后的烙铁头通电前应先浸松香水或涂焊锡膏，然后马上上锡。
第六届全国大学生智能汽车竞赛分赛区比赛成绩
第六届全国大学生飞思卡尔杯智能汽车竞赛全国总决赛成绩公告全国大学生智能汽车竞赛全国总决赛8月20日在西北工业大学圆满结束，共有来自101所学校的186支队伍参加了竞速比赛和创意比赛。
经过两天的比赛，决出了竞速赛的特等奖、一等奖和二等奖；创意赛的一等奖、二等奖和优秀奖。
竞速赛决赛成绩排在前三名的队伍获得特等奖，他们分别是：光电组特等奖：1、西北工业大学飞豹队；2、电子科技大学黑色旋风队；3、乐山师范学院乐师1队；摄像头组特等奖；1、湖南大学睿思队；2、北京科技大学北京科技大学摄像头一队；3、山东大学白杨队；电磁组特等奖：1、杭州电子科技大学钱江1号队；2、北京科技大学北京科技大学电磁二队；3、西北工业大学湛庐队；决赛成绩排名在4至20名的队伍获得一等奖，其余完成预赛的队伍获得二等奖；创意比赛获得一等奖的队伍分别是：1、同济大学同济先锋队；2、西北工业大学盛世和谐队；3、中南大学 ITS队预赛排名在4至10名的队伍获得二等奖，其余完成预赛展示的队伍获得优秀奖。
一、竞速赛决赛成绩1、光电组决赛成绩名次 学校名称 队伍名称 比赛成绩1 西北工业大学 飞豹队 28.9072 电子科技大学 黑色旋风 29.1913 乐山师范学院 乐师1队 30.214 西安交通大学 天启 30.9725 北京科技大学 北京科技大学光电二队 31.5986 安徽理工大学 光电幻影队 31.7497 华中科技大学 华中科技大学一队 32.138 陕西理工学院 陕理工光电1队 32.6899 山东大学 劲驰一队 33.0310 北京科技大学天津学院 北京科技大学天津学院战鹰队 33.55211 福建工程学院 光电一队 33.66512 杭州电子科技大学信息工程学院 杭电信工4队 33.94913 北京工业大学 THINKER 34.30614 西华大学 拾梦者 34.70215 国防科技大学指挥军官基础教育学院 闪光突击一队 34.8416 河北大学工商学院 灵锐 34.86717 湖北汽车工业学院 惠捷一号 35.00818 天津工业大学 凯旋队 35.27619 河北联合大学轻工学院 飞思嘉杭2队 35.28220 上海第二工业大学 光电一队 35.95421 广东海洋大学 Fly-D 6022 贵州大学 贵科光电 6023 北京理工大学 AngryCar 6024 杭州电子科技大学 钱江4号 6025 厦门大学嘉庚学院 SEED 602、摄像头组决赛成绩名次 学校名称 队伍名称 比赛成绩1 湖南大学 睿思队 30.2992 北京科技大学 北京科技大学摄像头一队 30.3113 山东大学 白杨（队） 30.4054 杭州电子科技大学信息工程学院 杭电信工5队 30.8185 西北工业大学 翱翔队 30.8946 杭州电子科技大学 钱江5号 31.6927 华东理工大学 Drift 31.6948 河海大学常州校区 雏鹰队 31.999 上海交通大学 Cyber++ 32.33910 浙江大学 浙江大学华硕三队 32.47911 中南民族大学 狼箭1队 32.71912 中山大学 中山大学摄像头一队 32.8113 华中科技大学 华中科技大学三队 33.10914 河北大学工商学院 奥翔 33.53515 东北大学 猎豹二队 33.71716 北京科技大学天津学院 北京科技大学天津学院雷霆队 33.90917 电子科技大学 海盗旗 34.00118 陕西理工学院 陕理工摄像头1队 34.78119 厦门大学嘉庚学院 茈梦队 34.7920 天津工业大学 第零队 37.25421 北京理工大学 BlackPear 48.79622 浙江理工大学 天速星 49.40823 哈尔滨工程大学 极品飞车1号 6024 东北大学秦皇岛分校 东秦二队 603、电磁组决赛成绩名次 学校名称 队伍名称 比赛成绩1 杭州电子科技大学 钱江1号 29.62 北京科技大学 北京科技大学电磁二队 31.473 西北工业大学 湛庐队 32.1564 电子科技大学 ATP 33.5235 湘潭大学 湘大二队 33.8756 杭州电子科技大学信息工程学院 杭电信工1队 34.1217 广东工业大学 风驰 34.2348 西安工业大学 工大幻影1队 34.2619 山东大学 启程 35.37410 乐山师范学院 乐师6队 36.11311 国防科技大学 电磁铁军二师 36.15812 河北大学工商学院 风鸣 37.33913 河海大学 云风队 37.55614 湖北汽车工业学院 惠捷二号 37.81115 陕西理工学院 陕理工电磁2队 38.15516 华北科技学院 华科电磁队 38.73817 中南民族大学 小炫枫1队 38.92418 中国矿业大学徐海学院 徐海电磁一队 40.54419 阜阳师范学院 闪电幽魂 40.84120 浙江师范大学 先驱音速 6021 西南交通大学 神马浮云 6021 浙江师范大学 先驱音速 6022 上海交通大学 CyberX 6023 长安大学 风驰 6024 华中科技大学 华中科技大学五队 6025 河海大学常州校区 睿翼队 60二、竞速赛预赛成绩1、光电组序号 学校名称 队伍名称 比赛成绩1 电子科技大学 黑色旋风 13.9742 西北工业大学 飞豹队 14.343 西安交通大学 天启 14.8794 北京科技大学天津学院 北京科技大学天津学院战鹰队 14.9335 北京科技大学 北京科技大学光电二队 14.9786 华中科技大学 华中科技大学一队 15.0427 乐山师范学院 乐师1队 15.1998 陕西理工学院 陕理工光电1队 15.2359 安徽理工大学 光电幻影队 15.37110 广东海洋大学 Fly-D 15.811 贵州大学 贵科光电 15.80112 杭州电子科技大学信息工程学院 杭电信工4队 15.8413 山东大学 劲驰一队 15.98914 湖北汽车工业学院 惠捷一号 16.02415 北京理工大学 AngryCar 16.06816 国防科技大学指挥军官基础教育学院 闪光突击一队 16.15817 福建工程学院 光电一队 16.24218 上海第二工业大学 光电一队 16.27919 河北大学工商学院 灵锐 16.28720 西华大学 拾梦者 16.35321 杭州电子科技大学 钱江4号 16.3622 厦门大学嘉庚学院 SEED 16.50223 北京工业大学 THINKER 16.52124 天津工业大学 凯旋队 16.54925 河北联合大学轻工学院 飞思嘉杭2队 16.70126 东北大学秦皇岛分校 东秦四队 16.73227 南阳理工学院 翼虎 16.85328 中南民族大学 光仙队 16.94229 中南大学 比亚迪牡羊座2011 17.10230 上海交通大学 CyberReborn 17.12831 河海大学 荷风队 17.19132 武汉科技大学 首安二队 17.29833 南京邮电大学 繁星 17.31234 温州大学瓯江学院 光影队 17.35535 洛阳理工学院 疾风速影 17.42236 湖北汽车工业学院科技学院 星际之光 17.55137 沈阳理工大学 骑着蜗牛看世界 17.73638 南京师范大学 ALPS 18.11239 中山大学 三次革命 18.27940 华北电力大学 执逐 19.0141 哈尔滨华德学院 华德扬帆 19.05542 北京理工大学秦皇岛分校 永恒 19.41543 国防科技大学 光电铁军一师 19.55144 哈尔滨工程大学 极品飞车2号 19.67445 烟台南山学院 南山光电一队 19.97946 山东工商学院 山商迅雷 20.32747 太原理工大学 晋豹一队 20.3648 浙江师范大学 越野翱翔 20.57349 合肥工业大学 工大光电1队 21.0650 安徽大学 火影队 21.54551 华北科技学院 华科光电一队 30.85952 山东大学威海分校 龙威神光 35.72953 安徽科技学院 安科光电一队 38.96654 大连民族学院 哥特式 6055 浙江大学 浙江大学华硕二队 602、摄像头组序号 学校名称 队伍名称 比赛成绩1 北京科技大学 北京科技大学摄像头一队 13.942 北京科技大学天津学院 北京科技大学天津学院雷霆队 13.9663 国防科技大学 摄像铁军一师 14.3064 西北工业大学 翱翔队 14.4845 湖南大学 睿思队 14.636 杭州电子科技大学信息工程学院 杭电信工5队 14.7457 山东大学 白杨（队） 14.8528 哈尔滨工程大学 极品飞车1号 14.8969 杭州电子科技大学 钱江5号 14.98610 华东理工大学 Drift 15.20411 华中科技大学 华中科技大学三队 15.34312 中山大学 中山大学摄像头一队 15.43713 河北大学工商学院 奥翔 15.45714 上海交通大学 Cyber++ 15.54115 河海大学常州校区 雏鹰队 15.68816 浙江理工大学 天速星 15.69517 天津工业大学 第零队 15.71218 电子科技大学 海盗旗 15.72419 中南民族大学 狼箭1队 15.87520 浙江大学 浙江大学华硕三队 15.88421 北京理工大学 BlackPear 15.99322 东北大学 猎豹二队 15.99923 陕西理工学院 陕理工摄像头1队 16.12624 东北大学秦皇岛分校 东秦二队 16.28425 厦门大学嘉庚学院 茈梦队 16.30626 山东大学威海分校 黑天鹅 16.40727 河海大学 清风队 16.50528 西华大学 5D3051 16.52129 广东工业大学 速龙队 16.67630 东南大学 PoWerFect 16.78331 长安大学 摄像头二队 16.86332 安徽理工大学 远航队 16.9433 河南大学 河南大学摄像头一队 17.14334 西安建筑科技大学 狂奔的蜗牛 17.21535 南京师范大学 先驱者 17.24836 华北科技学院 华科摄像头队 17.26337 西南科技大学 西科超音速 17.34538 西安交通大学 星光队 17.35139 湖北汽车工业学院 鹰眼一号 17.45340 湖北汽车工业学院科技学院 独眼龙3.0 17.47841 广东海洋大学 卡雷拉 17.57442 北京邮电大学 Picachu 17.6343 重庆邮电大学 腾飞队 18.01344 军械工程学院 星际探路者1队 18.13545 桂林理工大学 林星队 18.246 阜阳师范学院 物电一队 18.22347 大连理工大学 狩猎者 18.28448 武汉科技大学 首安三队 18.37549 中国科学技术大学 UNBELIEVABLE 18.78650 北京联合大学 Haste队 18.86851 哈尔滨华德学院 华德远望 19.7152 安徽工业大学 黑骏队 20.94853 烟台南山学院 南山摄像头3队 21.00254 合肥学院 暗夜魔王 21.00955 曲阜师范大学 炫风 24.87656 大连大学 连大—影舞者 60 3、电磁组序号 学校名称 队伍名称 比赛成绩1 杭州电子科技大学 钱江1号 14.2172 北京科技大学 北京科技大学电磁二队 15.2773 电子科技大学 ATP 15.6164 西北工业大学 湛庐队 15.6995 广东工业大学 风驰 16.0396 杭州电子科技大学信息工程学院 杭电信工1队 16.0437 浙江师范大学 先驱音速 16.0448 西安工业大学 工大幻影1队 16.1039 西南交通大学 神马浮云 16.1710 湘潭大学 湘大二队 16.17411 上海交通大学 CyberX 16.41912 山东大学 启程 16.57213 长安大学 风驰 16.91614 河北大学工商学院 风鸣 17.13815 河海大学 云风队 17.16616 华中科技大学 华中科技大学五队 17.35417 湖北汽车工业学院 惠捷二号 17.40518 国防科技大学 电磁铁军二师 17.45719 中南民族大学 小炫枫1队 17.67320 陕西理工学院 陕理工电磁2队 17.75921 乐山师范学院 乐师6队 17.88322 河海大学常州校区 睿翼队 17.88623 阜阳师范学院 闪电幽魂 17.92424 中国矿业大学徐海学院 徐海电磁一队 18.16125 华北科技学院 华科电磁队 18.2626 中南大学 比亚迪狮子座2011 18.29727 哈尔滨华德学院 华德远航 18.33528 广东技术师范学院 星磁号 18.34729 武汉理工大学 理工3队 18.70730 南阳理工学院 悍马 18.77831 哈尔滨工程大学 极品飞车3号 18.78632 中国矿业大学 机电一队 18.90633 大连理工大学 磁暴飞车 18.93434 东北大学秦皇岛分校 东秦五队 19.3735 东南大学成贤学院 颠覆 19.41136 哈尔滨理工大学 疾风 19.45437 河北联合大学轻工学院 电磁一队 19.54238 北京联合大学 木牛流马 19.75939 安徽工程大学 劭傑二队 19.79740 重庆邮电大学 忐忑队 20.03341 中国地质大学（武汉） 地大御风队 20.18442 天津工业大学 磁导航二队 20.2743 大连大学 连大—dragonfighter 20.29144 曲阜师范大学 索尼克 20.34845 常州大学 IDEA 20.38146 重庆大学 渝州飞船 22.44847 北京理工大学 Cherish 23.04348 山东交通学院 追影队 23.20749 浙江工业大学 飞狐二队 23.39850 山东大学威海分校 愤怒的小车 24.70251 合肥学院 混合动力队 28.22352 安徽科技学院 安科电磁一队 29.55853 北京邮电大学BMC6054 北京科技大学天津学院 北京科技大学天津学院飞虎一队 6055 武汉科技大学首安六队60三、创意赛预赛成绩编号排名学校队伍题目19 1 西北工业大学 盛世和谐 西北工业大学_城市交通急情多车协同处理模拟系统8 2 同济大学 同济先锋队同济大学_城市交通智能网络演示系统15 3 西南石油大学 西南石油大学创意队 西南石油大学_城市智能交通系统7 4 中南大学ITS 队中南大学2 5 华中科技大学 思飞工作室 华中科技大学_基于物联网的未来城市交通治安调度演示系统 14 6 北京科技大学 智能汽车队北京科技大学10 7 湖北汽车工业学院 创意赛湖北汽车工业学院_道路交通模拟17 8 广东技术师范学院广师创意队广东技术师范学院_基于HCS12XS128的安全智能车交通系统6 9 杭州电子科技大学未来时速杭州电子科技大学_未来智能交通系统缩微演示系统 20 10 北京邮电大学 大黄蜂队 北京邮电大学 4 11 上海交通大学 CyberParking 上海交通大学 3 12 沈阳理工大学 城市漫步者 沈阳理工大学11 13 山东大学 fresh air山东大学_多移动机器人编队协作围捕行为实现18 14 北京印刷学院 创意队 北京印刷学院 12 15 东南大学 日月晨曦队 东南大学16 16 成都信息工程学院纵横驰骋成都信息工程学院_城市交通防堵系统展示5 17 北京信息科技大学“侠客行”队北京信息科技大学_智能交通系统 13 18 黄山学院 徽州一号 黄山学院_自控节能车1 19 长安大学长安创意队长安大学_复杂道路条件下的智能交通系统 9 20 江汉大学 江汉之星江汉大学哈尔滨工程大学冰城穿行者哈尔滨工程大学（注：没有完成创意比赛预赛展示）全国大学生智能汽车竞赛秘书处2011-8-24。
光电组-北京邮电大学-pikachu-智能车技术报告
第九届“飞思卡尔”杯全国大学生智能汽车竞赛技术报告学校：北京邮电大学队伍名称：Pikachu参赛队员：陈炳辉曹家浩李俊佐带队教师：戴志涛1技术报告和研究论文使用授权的说明本人完全了解第九届“飞思卡尔”杯全国大学生智能汽车邀请赛关保留、使用技术报告和研究论文的规定，即：参赛作品著作权归参赛者本人，比赛组委会和飞思卡尔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视频、图像资料，并将相关内容编纂收录在组委会出版论文集中。
参赛队员签名：陈炳辉曹家浩李俊佐带队教师签名：戴志涛日期：2014.8目录第一章设计概览 (1)1 设计概述 (1)1.1 整车设计思路 (1)1.2 车模整体造型 (2)图1.2车模整体造型 (2)第二章硬件设计 (3)2 硬件设计 (3)2.1 机械结构 (3)2.1.1 舵机改装 (3)2.1.2 电池固定 (3)2.1.3 电机定位 (4)2.1.4 底盘固定 (4)2.1.5 差速调节 (4)2.2 硬件电路 (4)2.2.1 电源设计 (4)2.2.2 驱动电路设计 (5)2.3 线性CCD (6)第三章系统软件设计 (7)3 软件设计 (7)3.1 程序整体设计 (7)3.2 赛道边缘提取 (8)3.2.1 固定阈值法 (8)3.2.2 动态阈值OTSU算法 (9)3.2.3 单行黑线提取算法 (11)3.2.4 四点提取法 (12)3.3 赛道路况判定 (13)3.3.1 人字弯 (13)3.3.2 坡道 (16)3.3.3 十字弯 (17)3.3.4 小S弯 (18)3.3.5 起跑线 (18)3.3.6 障碍 (19)3.4 控制策略 (20)3.4.1 PID算法引入 (20)3.4.2 舵机控制 (21)3.4.3 电机控制 (22)第四章调试工具 (22)4 调试工具 (22)4.1 软件开发工具 (22)4.2 上位机 (23)第五章总结 (24)第六章车模参数 (25)参考文献 (26)附录 (27)1第一章 设计概览1 设计概述1.1 整车设计思路智能车主要由三个部分组成：检测系统，控制决策系统，动力系统。
北京邮电大学-PICACHU技术报告
II
摘要
本文以第六届飞思卡尔智能车竞赛为背景,介绍了北京邮电大学智能车摄像头 PICACHU 组的同学进行赛车调试和改装的过程。比赛采用大赛组委会提供的 1:12 仿真车 模, 以 freescale 半导体公司的 MC9S12XS128 单片机为核心,通过摄像头检测车模视野范围内的路 况和赛车运动方向,结合相应算法完成路线识别和行进控制。 在摄像头识别路线方案当中,黑线的提取显得尤为重要。我们使用外部 AD 结合动态 阈值和区域搜索进行黑线的提取,经过大量的验证,证明可行可靠。为了在赛场可以脱离电脑 进行参数修改，我们开发了单片机片内 FLASH，以便使用键盘修改参数。 为提高赛车的稳定性和速度,我们降低了模型车重，以获得更好的加减速效果。摄像 头连杆使用碳纤维材料固定，稳定可靠。为更好的分析这些数据,我们 MATLAB 软件观测 摄像头采集的灰度图像，用于车模调试。在 进行大量的数据分析以及调试之后,证明该方案 可行有效。 关键字:飞思卡尔智能车 MC9S12XS128 单片机 FLASH 摄像头 PID
参赛队员签名： 带队教师签名：
日
期：
I
目录
摘要 .......................................................................................................................................... III 第一章 引 言 ........................................................................................................................... 1 第二章 赛车整体设计 ............................................................................................................. 3 2.1 车模整体布局 ................................................................................................................ 3 2.2 硬件结构参数 ................................................................................................................ 4 第三章 机械改造设计 ............................................................................................................. 9 3.1 舵机架构设计 ................................................................................................................ 9 3.2 底盘设计...................................................................................................................... 10 3.3 传感器的安装 .............................................................................................................. 11 第四章 系统硬件设计与实现 ............................................................................................... 13 4.1 电源电路设计 .............................................................................................................. 13 4.2 视频信号处理电路设计 .............................................................................................. 14 4.3 驱动电路设计 .............................................................................................................. 16 4.4 液晶与键盘电路设计 .................................................................................................. 16 4.5 核心板设计 .................................................................................................................. 17 第五章 软件设计 ................................................................................................................... 19 5.1 5.2 5.3 5.4 软件设计总思想...................................................................................................... 19 黑白阈值计算.......................................................................................................... 21 速度信息提取.......................................................................................................... 21 转向及速度控制算法.............................................................................................. 22
智能车摄像头组
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摄像头组——机械设计 机械设计 摄像头组
此外，摄像头所架的高度一定要适宜。架得过高会导致小车的视野过 此外，摄像头所架的高度一定要适宜。 看到的黑线变得太细，还会导致智能车的重心太高， 大，看到的黑线变得太细，还会导致智能车的重心太高，使智能车快 速过弯时容易翻车；架得太低又会影响前瞻，带来反光的问题， 速过弯时容易翻车；架得太低又会影响前瞻，带来反光的问题，影响 采样。合适的高度要既满足小车的重心要求，又保证前瞻距离。 采样。合适的高度要既满足小车的重心要求，又保证前瞻距离。
一般的调试步骤为: 一般的调试步骤为 电源调试——单板调试 单板调试——联调。 联调。 电源调试 单板调试 联调 调试不仅包括软件调试，还包括硬件调试。 调试不仅包括软件调试，还包括硬件调试。
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调试的常用方法
（1）电路检查法 ） （2）电压测量法 ） （3）电流测量法 ） （4）电阻测量法 ） （5）信号注入法 ） （6）其他方法 ）
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硬件设计——路径识别单元 路径识别单元 硬件设计
要能有效地采样摄像头视频信号，首先要处理好的技术问题就是能提 要能有效地采样摄像头视频信号， 取出摄像头信号中的行同步脉冲、消隐脉冲和场同步脉冲。否则， 取出摄像头信号中的行同步脉冲、消隐脉冲和场同步脉冲。否则，单 片机将无法识别所接收到的视频信号处在哪一场， 片机将无法识别所接收到的视频信号处在哪一场，也无法识别是在该 场中的场消隐区还是视频信号区， 场中的场消隐区还是视频信号区，更无法识别是在视频信号区的第几 行。 要处理好行同步脉冲和场同步脉冲提取的问题， 要处理好行同步脉冲和场同步脉冲提取的问题，有以下两种可供参考 的方法。 的方法。
华北科技学院-光电1队技术报告
第六届“飞思卡尔”杯全国大学生智能汽车竞赛技术报告学校：华北科技学院队伍名称：华科电信光电1队参赛队员：梁学军孙峰吴龙鑫带队老师：王江华苗志全关于技术报告和研究论文使用授权的说明本人完全了解第一届“飞思卡尔”杯全国大学生智能汽车邀请赛关保留、使用技术报告和研究论文的规定，即：参赛作品著作权归参赛者本人，比赛组委会和飞思卡尔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视频、图像资料，并将相关内容编纂收录在组委会出版论文集中。
参赛队员签名：带队教师签名：日期：摘要本智能车系统以MC9S12XS128微控制器为核心，通过摄像头检测模型车的运动位置和运动方向，用光电传感器检测模型车的速度。
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。
为了调试智能车的行驶速度和稳定性，我们使用SD卡、液晶等调试手段，进行了大量的数据分析。
实验结果表明，该系统设计方案可行。
关键字：MC9S12XS128、PID、SD卡、驱动、角速度目录摘要........................................................ I II 第一章引言 (1)第二章总体方案的设计 (2)2.1设计制作思路 (2)2.2系统的组成 (2)第三章硬件电路设计 (5)3.1主控板模块和电源模块 (5)3.1.1 主控板模块 (5)3.1.2 电源电路模块 (6)3.1.3 放电模块 (6)3.2 电机驱动电路 (7)3.3 测速传感器模块 (9)3.4激光传感器的设计 (11)3.5.坡道处理 (12)第四章智能车整体机械改造 (15)4.1 舵机的安装 (15)4.2 车轮倾角的更改 (16)4.3 智能车底盘的降低 (16)4.4 整体车的重心的调整 (17)4.5 传感器位置的安装与固定 (17)4.6 其他部分的调整 (17)第五章软件编程 (18)5.1 速度控制 (18)5.2 打角转向 (19)5.3 起跑线识别 (19)5.4 对传感器返回值的处理 (19)第六章开发工具、调试过程、智能车整体参数说明 (21)6.1 开发工具 (21)6.2 调试过程 (21)6.3 主要技术参数 (22)第七章总结 (23)致谢 (24)参考文献 (25)附录 (26)第六届全国大学生“飞思卡尔”杯智能汽车竞赛技术报告第一章引言智能车一般主要由路径识别、速度采集、角度控制及车速控制等模块组成。
摄像头组 华东理工Suprise队技术报告(摄像头)
第七届全国大学生“飞思卡尔”杯智能汽车邀请赛技术报告学校：华东理工大学队伍名称：Suprise参赛队员：张泽瀚徐林赵钟带队教师：凌志浩杜红彬论文使用授权的说明本人完全了解第七届全国大学生“飞思卡尔”杯智能汽车邀请赛关保留、使用技术报告和研究论文的规定，即：参赛作品著作权归参赛者本人，比赛组委会和飞思卡尔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视频、图像资料，并将相关内容编纂收录在组委会出版论文集中。
参赛队员签名：带队教师签名：日期：摘要本智能车以飞思卡尔公司的16位单片机MC9S12XS128B为核心控制器，利用CMOS视频传感器采集路况信息，配合传感器、电机、舵机、电池等组成的驱动电路进行信息处理，以达到路径识别的目的，控制模型车高速稳定地在跑道上行驶。
硬件电路部分主要采用BTS构成的H桥电路驱动直流电动机和舵机。
所选电压稳压芯片29302和LM2940，可使在7.2-8.3伏电池供电的条件下为系统的各功能模块提供稳定、可靠的工作电源，为智能车的稳定工作提供了有力的保证。
测速部分采用正交编码器和分频电路完成对速度的测量和反馈。
软件系统部分主要包括以下与路径识别系统相关模块的算法：(1)CMOS视频传感器采集数据的处理模块算法；(2)速度反馈以及用PID算法实现对即时速度的调节模块；(3)舵机调节模块算法；(4)基于上述三个模块的路径识别算法和起始线识别算法；(5)相应的调试函数。
本系统利用开发工具CodeWarrior进行编程开发，用BDM进行程序下载，利用串口传输的数据进行在线调试。
这些工具的使用，使得软件的设计编程和调试工作得到了保证。
通过一系列的调试，本系统基本实现了路径识别的功能，在实际的测试中，小车也比较好的完成循线行驶的任务。
关键字：智能车，路径识别，PID，CMOS视频传感器，PWM目录摘要 (IV)第一章引言 (1)第二章总体方案概要说明 (2)2.1 设计思想 (2)2.2 传感器的选择 (2)第三章机械部分设计 (4)3.1 CMOS传感器的安装 (4)3.2 CMOS传感器支架结构 (5)3.3测速模块的安装 (5)3.4舵机的安装 (6)3.5前轮倾角的调整 (7)3.6 底盘高度和重心的调整 (8)3.7 齿轮传动机构及后轮差速的调整 (8)第四章系统硬件设计 (8)4.1系统硬件总体结构 (9)4.2电源管理模块设计 (10)4.3直流电机驱动电路 (11)4.4转速测量电路 (11)第五章软件设计 (13)5.1系统软件总体结构 (13)5.2初始化模块 (14)5.2.1时钟初始化 (14)5.2.2串口初始化 (14)5.2.3 PWM初始化 (15)5.3 路径识别原理及实现 (16)5.3.1 路径信息采集处理方法 (16)5.3.2 舵机转向控制算法 (19)5.3.3 直流电机的控制算法 (20)第六章开发工具及制作调试过程 (22)6.1 开发工具 (22)6.2 制作调试过程 (22)第七章结论 (23)7.1模型车的主要技术参数说明 (23)7.2 总结 (23)参考文献 (24)附录A：程序源代码 (I)第一章引言随着现代科技的飞速发展，人们对智能化的要求已越来越高，而智能化在汽车相关产业上的应用最典型的例子就是汽车电子行业，汽车的电子化程度则被看作是衡量现代汽车水平的重要标志。
智能车电磁组技术报告-图文
智能车电磁组技术报告-图文第八届全国大学生“飞思卡尔”杯智能汽车竞赛技术报告目录摘要 ...................................................... ........................................................ 错误！未定义书签。
目录 ...................................................... ......................................................... ............................... II 第一章引言 ...................................................... ......................................................... (1)1.1 比赛背景介绍 ...................................................... ......................................................... .. 1 1.2 本文章节安排及文献综述 ...................................................... ....................................... 1 第二章方案选择 ...................................................... ......................................................... (1)2.1系统组成模型及控制算法 ...................................................... . (1)2.1.1 系统结构与模型 ...................................................... ........................................... 1 2.1.2模糊PID控制器设计 ...................................................... .................................... 2 2.2 测量模块方案选择 ...................................................... (3)2.2.1 路径检测模块 ...................................................... ............................................... 3 2.2.2 速度检测模块 ...................................................... ............................................... 3 2.2.3起跑线检测模块 ...................................................... ........................................... 3 2.3 控制模块方案选择 ...................................................... (4)2.3.1 路径控制模块 ...................................................... ............................................... 4 2.3.2 速度控制模块 ...................................................... ............................................... 7 2.4 执行模块方案选择 ...................................................... (7)2.4.1 路径执行模块 ...................................................... ............................................... 7 2.4.2 方向执行模块 ...................................................... ............................................... 7 2.4.3 速度执行模............................................... 7 2.5本章小结 ...................................................... ......................................................... ........... 8 第三章机械结构设计 ...................................................... ......................................................... . (9)3.1 智能车参数要求 ...................................................... . (9)3.2 车模组装与改造 ...................................................... . (9)3.2.1 车模组装 ...................................................... . (9)3.2.2 前轮定位的调整 ...................................................... ........................................... 9 3.2.3 差速的调 (10)3.2.4 舵机力臂的调整 ...................................................... ......................................... 10 3.3 电感线圈的安装 ...................................................... (11)3.4光电编码器的安装 ...................................................... .................................................. 12 3.5 电路板的固定与安装 ...................................................... ............................................. 12 3.6 车模技术参数 ...................................................... .........................................................13 第四章硬件系统设计与实现 ...................................................... .. (14)4.1 电源模块 ...................................................... (14)4.1.1 电源保护 ...................................................... .. (15)4.1.2 降压稳压电路设计一 ...................................................... (15)II4.1.3 降压稳压电路设计二 ...................................................... ................................. 16 4.1.4 电源模块小结 ...................................................... ............................................. 16 4.2 路径识别模块 ...................................................... .........................................................17 4.3 电机模块 ...................................................... ......................................................... ........ 18 4.4 舵机模块 .............................................................. 19 4.5 测速传感器模块 ...................................................... .. (19)第五章软件系统设计与实现 ...................................................... .. (20)5.1 系统初始化 ...................................................... ......................................................... .... 20 5.2路径识别算法分析及选定 ...................................................... ...................................... 20 5.3基于电感线圈排布理论分析 ...................................................... .................................. 21 5.4电感线圈传感器接收防干扰算法....................................................... .. (24)5.4.1结构化赛道导线之间干扰的消减: ..................................................... ................ 24 5.4.2电感线圈传感器之间的干扰的消................. 24 5.4.3车子上工作的PWM信号和电机工作时产生的磁场对电感线圈干扰的消减 .............. 24 5.5 舵机控制算法 ...................................................... .........................................................255.5.1车体与舵机转角方向测定....................................................... .......................... 25 5.5.2舵机转向角度分配 ...................................................... ...................................... 26 5.5.3舵机PID整定 ...................................................... .............................................. 26 5.6电机PID速度控制算法 ...................................................... (26)5.6.1测试开环与闭环控制响应曲线 ...................................................... ................... 27 5.6.2测试开环控制下PWM占空比与电机转速之间的关系 . (28)5.6.3 bang_bang 控......................................... 29 5.6.4 PID控制 ...................................................... (31)5.6.5 PID参数整定 ...................................................... .............................................. 32 5.6.6速度分配 ...................................................... (32)第六章开发与调试 ...................................................... ......................................................... (34)6.1 软件开发环境介绍 ...................................................... ................................................. 34 6.2 智能车整体调试 ...................................................... .. (35)6.2.1 舵机调试 ......................................................6.2.2 电机调试 ...................................................... .. (35)6.2.3 整体调试 ...................................................... .. (36)III第一章引言1.1 比赛背景介绍1.2 本文章节安排及文献综述本文系统的介绍了制作智能模型车的各项技术。
飞思卡尔杯全国大学生智能汽车邀请赛北理风行者车队技术报告
速度检测模块由 S12 的增强型捕捉计数模块、传感器和外围电路组成，通过 检测赛车的实时车速为赛车的车速控制提供控制量。
2.3 智能车系统软件结构设计
如果说系统硬件对于智能车来说是它的骨架和躯体，那么软件算法就是它的 思想。软件算法的优劣直接体现了智能车辆的“智能”高低。所以软件系统对于智 能车来说至关重要。 首先，赛车系统通过路径识别模块获取前方黑色引导线的信息， 同时通过速度检测模块实时获取赛车的速度。 利用连续路径识别算法求得赛车与黑 线位置的偏差，接着采用 P 方法对舵机进行控制，根据检测到的实时车速，结合模 糊控制策略对赛车速度进行恰当的控制调整，使赛车在符合比赛规则情况下沿赛道
50cm 316mm 172m 18/76
图 3.1 模型车的底盘结构
3.2 智能车运动学状态方程
在只考虑车辆的平面运动情况下，当转向时，车辆只做平面运动及平面旋转 运动，如图 3.2、3.3 所示。
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图 3.2 小车转向示意图
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图 3.3 转向平面图
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由角速度的定义可知
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以智能汽车为研究背景的科技创意性制作，是一种具有探索性的工程实践活 动，其本质也是人类创造有用人工物的一种训练性实践，其过程属性是综合，而结 果属性很可能是创造。通过竞赛，参赛的同学们培养了对已学过的基础与专业理论 知识与实验的综合运用的能力；带着背景对象中的各种新问题，学习控制、模式识 别、传感技术、电子、电气、计算机、机械等多个学科新知识，包括来自不同学科 背景大学生的相互学习，逐渐学会了在学科交叉、集成基础上的综合运用；若是以 实用为目的，还必须考虑考虑可靠性、寿命、外观工业设计、集成科学与非科学， 在具体约束条件下融合形成整体的综合运用。这样的训练是很有意义的。
第三届全国大学生“飞思卡尔”杯智能汽车竞赛
百度文库－东北师范大学
2009年第四届全国大学生“飞思卡尔”杯智能汽车竞赛
获奖名单
一、组织贡献奖
全国总决赛承办学校北京科技大学
东北赛区承办学校吉林大学
华北赛区承办学校北京科技大学
华东赛区承办学校杭州电子科技大学
华南赛区承办学校华南理工大学
西部赛区承办学校西北工业大学
二、优秀论文奖（共26篇）
北京科技大学北京科技大学CCD2队北京科技大学天津学院雷霆二队
北京科技大学中冶一队
清华大学三角洲队光电队
天津工业大学天津工业大学一队
长安大学长大二队
电子科技大学成电飞扬
西安交通大学绝尘队
西北工业大学翱翔队
西北师范大学瞬之队
华中科技大学华中科技大学一队
武汉科技大学首安四队
中南民族大学AE86队
湖北汽车工业学院惠捷二号
华南理工大学疾速队
东北大学龙腾队
东北大学猎豹
东北师范大学东师电子一队
吉林大学爱德队
东北大学秦皇岛分校东秦3队
杭州电子科技大学钱江1号
上海交通大学SmartStar
同济大学Raceking
南京师范大学先驱者
安徽大学风行者
杭电科技大信息工程学院超越者队
六、优秀奖（共15支队伍）
七、创意组。
智能车北京科技大学一队
第二届全国大学生智能汽车邀请赛技术报告I 第二届全国大学生“飞思卡尔”杯 智能汽车竞赛技 术 报 告学 校：北京科技大学 队伍名称：北京科技大学一队 参赛队员：严骏驰段辰玥邵俊恺 带队教师：刘立第二届全国大学生智能汽车邀请赛技术报告关于技术报告和研究论文使用授权的说明本人完全了解第二届全国大学生“飞思卡尔”杯智能汽车竞赛关保留、使用技术报告和研究论文的规定，即：参赛作品著作权归参赛者本人，比赛组委会和飞思卡尔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视频、图像资料，并将相关内容编纂收录在组委会出版论文集中。
参赛队员签名：带队教师签名：日期：III摘要本智能车系统设计以MC68S912DG128微控制器为核心，通过一个CMOS 摄像头检测模型车的运动位置和运动方向，光电编码器检测模型车的速度，PID 控制算法调节驱动电机的转速和舵机的方向，完成对模型车运动速度和运动方向的闭环控制。
实验结果表明，系统设计方案可行。
关键词：MC9S12DG128，CMOS摄像头，PIDIVABSTRACTIn this paper we will demonstrate a smartcar system based on the micro-controller unit MC68S912DG128.The micro-controller use a Cmos image sensor to botain lane iage information,then adjusts the model car`s moving position and direction. An inferred sensor measure the car`s moving speed. We use PID control mathod to adjust,the rotate speed of driving electromotor and direction of steering electromotor.So,we complete the closed-loop control to the speed and direction.The result of experiment indicate that the design scheme of system is doable.KEYBOARD: MC9S12DG128，CMOS image sensor，PIDV目录摘要 (IV)ABSTRACT (V)目录 (I)引言 (3)系统设计制作的思路以及实现的技术方案 (4)1.1系统分析 (4)1.2系统设计结构图 (4)第二章机械系统设计与实现 (5)2.1车体机械建模 (5)2.2车模转向舵机机械结构的设计 (6)第三章硬件电路系统设计与实现 (8)3.1硬件电路设计方案 (8)3.2硬件电路的实现 (8)3.2.1 以S12为核心的单片机最小系统 (8)3.2.2 主板 (10)3.2.3 电机驱动电路 (12)3.2.4 摄像头 (13)3.2.5 速度传感器 (13)第四章软件系统设计与实现 (15)4.1舵机转向和速度调节的PID控制算法 (15)4.1.1 经典PID控制算法 (15)4.1.2 经典PID算法在本智能车上的应用 (17)4.2有一定抗干扰和抗反光能力的黑线提取算法 (20)第五章系统联调 (24)5.1开发工具 (24)5.2调试过程 (24)5.2.1串口通信 (25)5.2.2图像显示 (28)5.2.3图像处理功能 (29)5.2.4平台实际效果测试 (31)5.3无线通信实时检测模块 (33)I第六章模型车的主要技术参数 (35)第七章总结 (36)参考文献 (37)附件A元件列表 (38)附件A-1主板元件列表 (38)附件A-2最小系统元件列表 (39)附件A-3光电编码器元件列表 (40)附件A-4电机驱动电路元件列表 (40)附件B 源程序 (42)Main.c (42)模块化程序列表 (43)Schedule.h (43)Schedule.c (47)II第二届全国大学生智能汽车邀请赛技术报告引言这份技术报告中，我们小组通过对整体方案、电路、算法、调试、车辆参数的介绍，详尽地阐述了我们的思想和创意，具体表现在电路的创新设计，以及算法方面的独特想法，而对单片机具体参数的调试也让我们付出了艰辛的劳动。
2011第六届全国大学生智能汽车竞赛
2011第六届全国大学生智能汽车竞赛队员招募通知为筹备2011年第六届全国大学生智能汽车竞赛，现面向全校研究生（研一、研二）和本科生（大一、大二、大三，大四）招募参赛队员，欢迎有兴趣的同学报名积极参加，名额有限，报名从速。
报名条件：1、良好的MCU(单片机)基础知识，具有一定的MCU(单片机)开发能力，或对汽车和MCU有浓厚的兴趣；2、优秀的C语言编程功底；3、学习成绩良好，有足够的业余时间投入比赛。
有兴趣报名的同学可将个人介绍（见附表）发送邮件到WuYingnian@或54310988@。
下面表格可以到“学校办公网”或“学校首页右侧公告公示栏目”下载。
同时填写下面两个表格。
今年的预备队员仍需填写报名表和汇总表。
表2 信息汇总表北京信息科技大学智能汽车竞赛组委会2010-10-18智能汽车竞赛参赛情况智能车制作涉及控制、模式识别、传感技术、汽车电子、电气、计算机、机械等专业领域，是一门内容丰富、创新点多、水平高的大学生科技活动之一，以智能寻迹车为主要内容的“飞思卡尔”杯全国大学生智能车竞赛是教育部组织的一项国家级学科竞赛项目，2010中，我校智能车竞赛获得了较好的成绩。
此次竞赛是我校取得的历史最好成绩，我们在获奖的级别、获奖人数上均有大幅提高。
2010年7月18日至21日，我校参加了在教育部主办、山东大学承办的2010第五届“飞思卡尔”杯全国大学生智能车竞赛华北赛区比赛。
来自华北赛区的46个高校，共近200支代表队参加了这次比赛。
第五届“飞思卡尔”杯全国大学生智能汽车竞赛（华北赛区）比赛共分三个比赛项目，光电管组、电磁组和摄像头组，其中参加光电管组共有71支队伍，摄像头组共有65支队伍，电磁组共有61支队伍，这些队伍分别来自清华大学、北京大学、北京理工大学、山东大学、天津大学、北京航空航天大学、太原理工大学等高等院校。
我校摄像组决赛中分列14和23名，电磁组排名12，光电组分列20和22名。
组委会根据全国比赛情况，最后确定前11名进入全国总决赛。
智能车大赛技术报告(最终版)
目录第一章引言 (1)第二章智能小车设计分析 (2)2.1设计要求 (2)2.2总体设计 (2)2.3 方案论证 (3)2.3.1 传感器设计方案 (3)2.3.2 控制算法设计方案 (4)第三章智能小车硬件设计 (5)3.1机械设计 (5)3.1.1 车模结构特点 (5)3.1.2 寻迹传感器布局 (5)3.1.3 系统电路板的固定及连接 (7)3.2电路设计 (7)3.2.1传感器电路设计 (7)3.2.2测速传感器的设计 (8)3.2.3 电源管理模块 (9)3.2.4驱动模块 (10)3.2.5 调试模块 (11)第四章智能小车软件设计 (12)4.1 总体流程图 (12)4.2 PID控制算法 (13)4.3舵机方向控制算法 (14)4.4 速度控制算法 (14)第五章开发流程 (16)5.1单片机资源划分 (16)5.2编译环境 (16)5.3下载调试 (16)第六章开发总结与心得 (17)6.1 开发与调试过程 (17)6.2 开发中遇到的几个典型问题 (18)6.2.1电源管理问题 (18)6.2.2 PID微分误差的问题 (19)6.2.3 电机电磁干扰的问题 (20)6.3 总结与展望 (20)参考文献 (22)附录A：研究论文 (I)附录B：程序清单 (XVII)附录C：红外传感器参数说明 .................................................................................... X XXVI 附录D：配件清单 .. (XXXVII)II第一章引言智能小车以飞思卡尔16位微控制MC9S12DG128B为控制器，采用多传感器进行信息采集，运用反射式红外传感器设计路径检测模块和速度监测模块。
同时，采用PWM技术，控制舵机的转向和电机转速。
系统还扩展了LCD(Liquid Crystal Display：液晶显示屏)和键盘模块作为人机操作界面，以便于智能小车的相关参数调整。
智能车摄像头组技术报告
山东工商学院课程设计报告设计题目：智能车设计及实验所属课程名称：智能车设计及实验班级：姓名：学号：目录目录.......................................................................................................... 第一章引言...........................................................................................1.1 整车设计思路.................................................................................. 第二章硬件设计...................................................................................2.1 小车机械改造............................................................................ 2.1.1 舵机的改装.................................................................................2.2 单片机系统设计...............................11.........................................2.3 摄像头的对比选型.................................................................... 2.4电机驱动电路设计....................................................................2.5 电源模块设计............................................................................第三章软件设计................................................................................. 第四章心得体会............................................................引言智能汽车是当今车辆工程领域研究的前沿，它体现了车辆工程、人工智能、自动控制、计算机等多个学科领域理论技术的交叉和综合，是未来汽车发展的趋势。
摄像头组 华北电力大学(保定) 隐喻
摄像头组华北电力大学(保定) 隐喻第九届“飞思卡尔”杯全国大学生智能汽车竞赛技术报告学校：华北电力大学（保定）队伍名称：隐喻参赛队员：李小鹏杨修齐周丽娟带队教师：王炳谦林永君关于技术报告和研究论文使用授权的说明本人完全了解第九届“飞思卡尔”杯全国大学生智能汽车竞赛关保留、使用技术报告和研究论文的规定，即：参赛作品著作权归参赛者本人，比赛组委会和飞思卡尔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视频、图像资料，并将相关内容编纂收录在组委会出版论文集中。
参赛队员签名：李小鹏杨修齐周丽娟带队教师签名：王炳谦林永君日期：2021.08.13摘要本智能车系统以第九届“飞思卡尔”杯全国大学生智能汽车竞赛为背景，以大赛组委会指定的D型车模为平台，以飞思卡尔半导体公司推出的32位微控制器MK60DN512ZVLO10为控制核心，以组委会提供的Freescale CodeWarrior10.1 为开发环境，采用村田公司的ENC-03MB陀螺仪和飞思卡尔公司的MMA7361加速度传感器实现了两轮小车稳定的自平衡。
该智能车系统通过数字摄像头OV7620来采集赛道信息，经过软件二值化确定路况，引导小车行驶，利用512线3相Mini增量式旋转编码器检测小车的速度。
使用卡尔曼滤波算法对加速度计和陀螺仪的信号进行融合，对智能车的实时倾角以及转向信号进行反馈，使用PID算法进行速度控制并对赛道进行稳定跟踪，最终实现了小车的平稳快速运行。
经过大量的实验，结果表明，该方案切实可行。
关键词：智能车、MK60DN512ZVLO10、摄像头、卡尔曼、PIDI目录第一章引言 (1)第二章智能车系统整体方案设计 (3)2.1 智能车系统分析 (3)2.2 智能车系统的整体设计 (3)2.3 智能车机械部分设计概述 (4)2.4智能车硬件电路概述； (7)2.5智能车软件控制部分概述 (7)第三章智能车机械结构说明 (9)3.1智能车机械结构及改造 (9)3.1.1 车模介绍 (9)3.1.2 车模机械调整 (9)3.2 智能车机械结构的安装 (11)3.2.1 重心位置以及质量分布 (11)3.2.2摄像头的安装 (12)3.2.3 陀螺仪和加速度计的安装 (12)3.2.4 编码器的安装 (13)3.2.5 电路板的安装 (14)3.2.6 电池的安装 (14)第四章硬件电路设计说明 (15) 4.1 传感器的选择： (15)4.1.1 摄像头： (15)4.1.2 陀螺仪： (16)4.1.3 加速度计 (18)4.1.4 编码器 (19)4.2 电机驱动模块 (21)4.3电源 (23)4.4 核心板外围电路 (24)4.5 其他接口电路说明 (25) 4.5.1 键盘 (25)4.5.2 显示屏 (25)第五章软件设计及说明 (27) 5.1 程序整体框架 (27)5.2 程序初始化 (28)5.2.1 PWM 模块初始化 (29) 5.2.2 ADC模块初始化 (29)5.2.3 UART模块初始化 (31) 5.3智能车控制算法 (31)5.3.1 PID控制算法 (31)5.3.2 卡尔曼滤波算法 (32) II5.3.3 直立控制 (34)5.3.4 速度控制 (34)5.3.5 转向控制 (35)5.4 赛道识别 (36)5.4.1 摄像头传感器路径识别状态分析 (36)5.4.2 图像处理算法 (38)5.4.3 弯道处理 (39)5.4.4 路障处理 (40)5.4.5 人字弯处理 (40)5.4.6 坡道处理 (40)5.4.7 起跑线检测 (40)第六章软件开发模块 (41)6.1 开发工具 (41)6.2 虚拟示波器 (41)6.4 matlab软件 (42)第七章智能车主要技术参数 (43)第八章总结 (44)8.1 制作智能车心得体会 (44)8.2 车模特点 (44)致谢 (45)参考文献 (46)附录A核心算法子程序 ........................................................................... ..........................I 附录B 电路板详细设计原理图............................................................................ . (XXI)III感谢您的阅读，祝您生活愉快。
推荐-北京科技大学摄像头组一队智能汽车竞赛技术报告
第八届“飞思卡尔”杯全国大学生智能汽车竞赛技术报告学校：北京科技大学队伍名称：北京科技大学摄像头一队参赛队员：周尧顿海洋罗林聪带队教师：杨珏马飞关于技术报告和研究使用授权的说明本人完全了解第八届“飞思卡尔”杯全国大学生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，比赛组委会和飞思卡尔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视频、图像资料，并将相关内容编纂收录在组委会出版集中。
参赛队员签名：带队教师签名：日期：摘要本文设计的智能车系统以MK60N512VMD100微控制器为核心控制单元，通过CMOS摄像头检测赛道信息，使用模拟比较器对图像进行硬件二值化，提取黑色引导线，用于赛道识别；通过光电编码器检测模型车的实时速度，使用PID控制算法调节驱动电机的转速和转向舵机的角度，实现了对模型车运动速度和运动方向的闭环控制。
为了提高模型车的速度和稳定性，使用C#、MFC上位机、SD卡模块、键盘模块等调试工具，进行了大量硬件与软件测试。
实验结果表明，该系统设计方案确实可行。
关键字：MK60N512VMD100，CMOS，PID，C#，SD卡AbstractIn this paper we will design a smart car system based on MK60N512VMD100as the micro-controller unit. We use a CMOS image sensor to obtain lane image information. Then convert the original image into the binary image by the analog parator circuit in order to extract black guide line for track identification. An inferred sensor is used to measure the car`s moving speed. We use PID control method to adjust the rotate speed of driving electromotor and direction of steering electromotor, to achieve the closed-loop control for the speed and direction. In order to increase the speed and the reliability of the car, a great number of the hardware and software tests are carried on and the advantages and disadvantages of the different schemes are pared by using the C#、MFC simulation platform, SD card module and the keyboard module. The results indicate that our design scheme of the smart car system is feasible.Keywords: MK60N512VMD100，CMOS，PID，C#，SD card目录引言随着科学技术的不断发展进步，智能控制的应用越来越广泛，几乎渗透到所有领域。
智能车——摄像头
北京联合大学“启明星”第五届智能汽车竞赛设计方案队伍名称：参赛队员：带队教师：第五届北京联合大学智能汽车竞赛技术报告摘要：本文详细介绍了了一种基于摄像头传感的循迹自动行驶小车的方法。
使用了在汽车自动控制中使用较为广泛的一种单片机：Freescale MC9S12XS128 单片机。
智能车通过模拟摄像头获得黑线信息，再经过一定算法控制舵机和电机，实现转向和速度控制，最终实现循迹的功能。
关键词：循迹，摄像头，PID目录第一章引言 (4)1.总体设计 (4)第二章机械设计 (5)第三章硬件设计 (8)第四章算法设计 (10)4.1 图象处理算法 (10)4.1.1“二值化”算法 (11)4.1.2 “去噪”算法 (11)4.2 控制算法 (13)4.2.1 转向控制 (13)4.2.2 速度控制 (14)第五章调试部分 (17)5.1 开发工具 (17)5.2 软件调试 (17)5.3 无线调试模块 (19)第六章主要技术参数 (21)第七章结论 (22)7.1主要性能 (22)7.2 改进方向 (22)参考文献 (23)附录 (24)第五届北京联合大学智能汽车竞赛技术报告第一章 引言1.总体设计介于以往的循迹小车大部分都是基于光电传感器控制的，能够“规规矩矩”的在赛道行驶，因此我们这里尝试速度上的突破，采用摄像头控制来获得更高的速度和更好的前瞻性。
小车的基本工作原理为:以白色跑道为引导，通过mc9s12xs128来调整、控制小车的速度和转向，实现小车在赛道上平稳正确的行驶。
图表 1 总体工作流程图 其中最关键的部分为：道路信息采集、处理器对电机和舵机的控制。
道路监测器可有两类：光电传感器和摄像头传感器。
首先，考虑到道路监测要求的完整性及准确性，我们选择了摄像头.摄像头具有光电传感器无法比拟的前瞻性，能够对弯道提前做出判断，并且能够实现切内道和弯道直冲的效果以最大可能提高速度。
同时摄像头又可分为cmos 和ccd 两类，ccd 相对于cmos 来说分辨率及所得图像性噪比好，但耗电多，价格高；此外，跑道为黑白赛道，采集的图像只需要处理成两种信号，并且由于S12的AD 转换需要一定的处理时间，以致摄像头的分辨率也不可能太高，因此综合考虑，我们最终选择OV7620作为我们的路径检测传感器，其次，对于速度传感器，可供选择的方案较多，最终我们选用了精度比较高的接触式光电编码器。
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第八届“飞思卡尔”杯全国大学生智能汽车竞赛技术报告学校：北京邮电大学队伍名称：北邮摄像头一队参赛队员：何映材邬仲钧刘涛带队教师：高荔技术报告和研究论文使用授权的说明本人完全了解第八届“飞思卡尔”杯全国大学生智能汽车邀请赛关保留、使用技术报告和研究论文的规定，即：参赛作品著作权归参赛者本人，比赛组委会和飞思卡尔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视频、图像资料，并将相关内容编纂收录在组委会出版论文集中。
参赛队员签名：何映材邬仲钧刘涛带队教师签名：日期：目录第一章设计概览 (4)1 设计概述 (4)1.1 整车设计思路 (4)1.2 车模整体造型 (4)图1.2车模整体造型 (5)第二章硬件设计 (6)2 硬件设计 (6)2.1 机械结构 (6)2.1.1舵机改装 (6)2.1.2电池固定 (6)2.1.3电机定位 (7)2.1.4底盘固定 (7)2.1.5差速调节 (7)2.2 硬件电路 (7)2.2.1电源设计 (7)2.2.2电池电压检测模块 (8)2.2.3驱动电路设计 (9)2.3 摄像头选型 (9)第三章系统软件设计 (10)3 软件设计 (10)3.1 程序整体设计 (10)3.2 图像提取与处理 (11)3.3 控制策略 (13)3.3.1整体控制 (13)3.3.2PID算法的引入与改进 (13)3.3.3增量式or位置式 (15)第四章调试工具 (16)4 调试工具 (16)第五章总结 (17)5 总结 (17)第六章车模参数 (18)6 车模规格 (18)参考文献 (18)附录 (19)第一章设计概览1设计概述1.1整车设计思路智能车主要由三个部分组成：检测系统，控制决策系统，动力系统。
其中检测系统采用CMOS数字摄像头ov7620，控制决策系统采用MK60作为主控芯片，动力系统主要控制舵机的转角和直流电机的转速。
整体的流程为，通过视觉传感器来检测前方的赛道信息，并将赛道信息发送给单片机。
同时，通过光电编码器构成的反馈渠道将车体的行驶速度信息传送给主控单片机。
根据所取得的赛道信息和车体当前的速度信息，由主控单片机做出决策，并通过PWM信号控制直流电机和舵机进行相应动作，从而实现车体的转向控制和速度控制。
图1.1 智能车系统总体结构框图1.2车模整体造型我们车模的整体设计简洁，轻便，可靠美观。
如下图：图1.2车模整体造型第二章硬件设计2硬件设计2.1机械结构2.1.1舵机改装舵机直接控制小车的转向，因此舵机安装及调整对小车转向性能有巨大影响。
首先考虑的是舵机左右位置的精准定位。
左右不对称就可能导致车模左转右转性能的差异，这种差异直接导致小车在连续的大s中累计偏左或偏右的误差，路径变差。
我们适当加长了舵机连片的长度，使其动态响应性能有所提升。
过长的连片会使舵机力臂加长，转向吃力。
连片采用特制pcb板，既可精确定位也可减轻重量。
如图图2.1舵机安装2.1.2电池固定电池的固定我们采用了最简洁的固定方式-两块铝片和一个塑料柱。
为了尽量降低重心，我们的电池是紧贴车底盘的。
电池用一块可旋的塑料片卡住，非常方便装卸。
如下图图2.2电池安装2.1.3电机定位电机的定位主要影响前轮的齿轮动力传动。
必须调整电机传动轴与轮轴平行，且要调整好合适的齿轮间距，否则会导致齿轮磨损严重，并发出刺耳的噪声。
经过我们大量的调整试验发现了找最适合的齿轮间距的方法：压紧两齿轮，中间夹一张A4纸，固定好后抽掉纸则得到最佳齿间距。
2.1.4底盘固定由于小车行驶道路比较平整，车模位置有限，我们没有使用悬挂装置。
但是我们发现底盘连接要有一定的刚性裕度，过硬的连接会导致车模转向时前轮上下震动，转向困难。
为了降低重心，底盘上所有螺丝均为沉头螺丝，保证底盘的绝对平整。
2.1.5差速调节差速是决定车模转向的灵活性和直线加速的迅猛性的重要环节。
我们发现过紧的差速使转弯变的迟钝，在高速情况下容易侧翻。
当然，差速过松的情况下转弯甩尾。
2.2硬件电路2.2.1电源设计小车电源主体分为4部分-核心板、摄像头、电机驱动、舵机。
电机直接使用电池电压给驱动供电。
而sd-5舵机需要6v电压，摄像头需要5v供电，故采用了超低压差线性稳压芯片lt1963。
它的最低压差为0.5v，芯片稳压输出电压可通过两个电阻调节。
而核心板k60工作电压3.3v，我们采用市场上价格低廉，技术成熟的tlv1117-3.3v稳压芯片。
电源模块如图：图2.3 3.3v稳压图2.4 5v稳压图2.5 6v稳压2.2.2电池电压检测模块电池耗尽时，时常需要用万用表检测。
为了方便监测电池电压，我们自主设计了电压低电提示电路。
当电池电压低于设定值时，对应led灯会亮起。
电路如图：图2.6 电池电压检测2.2.3驱动电路设计我们用两个半桥电路构成h全桥驱动电机正反转。
BTS7960这款芯片非常适合电机驱动。
它具有过压过流过热等保护，驱动电流可达43A，满足摄像头车对速度的渴望。
电路如图：2.3摄像头选型在众多的摄像头中我们选择了CMOS的OV7620，属于数字摄像头。
模拟摄像头有更好的动态特性，在车子高速行驶时，图像更清晰，但是它需要额外的一块AD转换模块，增加了主板的开销。
我们在对比了车子在3米和3米3之间的模拟摄像头和数字摄像头的图像时，发现在用DMA采集的图像没有什么大的差别，提取的中线差不多，故我们毅然决然选择了比较简洁的数字摄像头OV7620。
第三章系统软件设计3软件设计3.1程序整体设计如图所示，为系统软件整体结构框图，主要包括：系统参数的手动调节；CCD数据处理模块；角度传感器模块；路径控制模块；舵机控制模块；电机控制模块。
系统接通电源后，经初始化；通过系统参数的手动调节，使系统能够按照准确的设想方式运行；然后通过CMOS摄像头传感器采集数据，经过相应处理得出当前赛道路径信息；同时，电机测速模块测得模型车当前的运行速度，反馈给系统；最后，经路径控制系统综合当前赛道路径信息和车模速度值作出相应的处理，来控制电机和舵机的运行。
3.2图像提取与处理摄像头组的核心部分为左右边线的提取，从而推算出中心线的位置，引导车子的行进方向。
我们使用了ov7620这款数字摄像头，返回的是灰度图像，远方图像较模糊，难以提取黑线。
所以我们使用了边沿锐化算法，根据一定的阈值，对返回的灰度图像进行遍历，运算处理，得到反映图像边沿的二值图像，远方的信息也能较好地得到，再进行左右边线的提取。
直道原图直道锐化图大s弯原图大s锐化图边线提取，中心线推算思路：1.近处图像较远处图像可靠，所以边线由近到远提取2.近十行先从中间向两边进行边沿搜索，找到边沿，确保近处图像有效3.之后的行采用边沿跟踪，根据上一行的黑线位置动态地确定本行黑线的搜索范围，搜索黑线，节省时间4.若连续几行的左右线都找不到，判断为十字弯，进行左右线的延伸，直至再找到有效的边线；若连丢几行的次数较多时，则认为是虚线小s，进行垂直方向的延伸后不必特别处理5.若左右边线均找到，该行中心线直接为左右边线等权重加权；若某一边线丢失，则根据前面有效行的赛道宽度和另一边线的位置对中心线进行推算6.推算完中心线后可对中心线进行一定的修正，更符合实际今年的规则相较于去年增加了虚线小s这种路况，给边线提取增加了难度，所以黑线提取及中心线的推算就需要更多的信息。
我们统计了左右边线丢失的行数，左右边线的趋势，左线结束的位置，右线结束的位置，再进行中心线的推算。
大s锐化、中线提取图十字路口锐化、中线提取图虚线s 锐化、中线提取图 60cm 半径弯中线提取图 3.3 控制策略3.3.1 整体控制电机的控制其实说简单点，就是根据舵机转角的二次关系，再按照图像的特点动态计算二次曲线的最高点和最低点，这样能既能保证在舵机小转角时以较快速度运行，又能避免直道入弯道时减速不及时的特点，这样计算出需要达到的理想速度，再以此速度与当前实际速度作比较，结合增量式PID 作出是该加速还是该减速，该猛加速还是全速反刹的判断。
舵机转角的控制就是按照提取出的中线，选取部分固定行，计算出推算的中线与图像中线的累计偏差值，然后再按照经典的pd 控制来确定舵机的转角。
3.3.2 PID 算法的引入与改进舵机的控制以及电机的控制都不同程度的结合了PID 算法，故将PID 算法讲解如下：PID 控制策略其结构简单，稳定性好，可靠性高，并且易于实现。
其缺点在于控制器的参数整定相当繁琐，需要很强的工程经验。
相对于其他的控制方式，在成熟性和可操作性上都有着很大的优势。
所以最后我们选择了PID的控制方式。
在小车跑动中，因为不需要考虑小车之前走过的路线，所以，我们舍弃了I控制，将小车舵机的PID控制简化成PD控制。
速度闭环控制采用了增量式PID控制。
参数调节使用试凑法来确定控制器的比例、积分和微分参数。
试凑法是通过闭环试验，观察系统响应曲线，根据各控制参数对系统响应的大致影响，反复试凑参数，以达到满意的响应，最后确定PID控制参数。
试凑不是盲目的，而是在控制理论指导下进行的。
在控制理论中已获得如下定性知识：比例调节（P）作用：是按比例反应系统的偏差，系统一旦出现了偏差，比例调节立即产生调节作用用以减少偏差。
比例作用大，可以加快调节，减少误差，但是过大的比例，使系统的稳定性下降，甚至造成系统的不稳定。
积分调节（I）作用：是使系统消除稳态误差，提高无差度。
因为有误差，积分调节就进行，直至无差，积分调节停止，积分调节输出一常值。
积分作用的强弱取决与积分时间常数Ti，Ti越小，积分作用就越强。
反之Ti大则积分作用弱，加入积分调节可使系统稳定性下降，动态响应变慢。
积分作用常与另两种调节规律结合，组成PI 调节器或PID 调节器。
微分调节（D）作用：微分作用反映系统偏差信号的变化率，具有预见性，能预见偏差变化的趋势，因此能产生超前的控制作用，在偏差还没有形成之前，已被微分调节作用消除。
因此，可以改善系统的动态性能。
在微分时间选择合适情况下，可以减少超调，减少调节时间。
微分作用对噪声干扰有放大作用，因此过强的加微分调节，对系统抗干扰不利。
此外，微分反应的是变化率，而当输入没有变化时，微分作用输出为零。
微分作用不能单独使用，需要与另外两种调节规律相结合，组成PD 或PID 控制器。
试凑法的具体实施过程为：（1）整定比例部分将比例系数由小变大，并观察相应的系统响应，直至得到反应快、超调小的响应曲线。
如果系统静差小到允许范围，响应曲线已属满意，那么只需比例控制即可，由此确定比例系数。
（2）如果在比例控制基础上系统静差不能满足设计要求，则加入积分环节，整定时首先置积分时间为很大值，并将经第一步整定得到的比例系数略微缩小（如缩小为原值的0.8），然后减小积分时间，使得在保持系统良好动态的情况下，静差得到消除，在此过程中，可根据响应曲线的好坏反复改变比例系数和积分时间，以期得到满意的控制过程，得到整定参数。