基于视觉的智能小车设计

预瞄点算法
上一届算法
？？？算法
开动脑筋！
怎么实现小车稳定快速跟随黑线？
舵机
电机
关于舵机控制
舵机内部结构 舵盘、齿轮组、位置 反馈电位计、直流电 机、控制电路板等。 工作原理 脉宽信号给定参考位 置，舵机内部电路通 过反馈控制调节舵盘 角位。 舵盘角位由PWM控 制信号的脉宽决定。
关于舵机控制
舵机控制方法
Baidu Nhomakorabea
电机控制算法
为了实现速度的准确控制，引入速度反 馈，进行闭环控制。
PID控制
期望速度
通过规划得到！
-
控制器
Bang-Bang控制
电机
速度传感器
如霍尔传感器， 光电编码码盘
时间较紧准备不充分 欢迎提问！
Thank you！
往届采用的是CMOS摄像头。
图像采集
以上届使用的MT9V032芯片为例。
以下是其工作在SnapShot模式下的典型信号接口。
图像采集
EXPOSURE启动曝光。 FRAME_VALID和LINE_VALID分别为帧同步信号 和行同步信号。
图像采集
像素数据在PIXCLK的同步下进行输出。
图像传输的FIFO缓冲结构
SCLK SDATA EXPOSURE CMOS FRM_VALID LINE_VALID D0~D7 PIXCLK
/IRQ
PT3
PT2
PT1
PT0
D0~D7
WCLK /WEN
与非
PP1 PORTAB PAD3 PAD1 PAD2 PAD0 MCU
0/1
OW
FIFO
Q0~Q7 Q9~Q16 FF EF
三线连接方式 •红线：电源线+6V •蓝线：地线 •黑线：PWM控制信号
实测波形（0度）
实测波形（15度）

舵机的控制方法
实测波形（30度）
实测波形（-15度）

舵机的控制方法
实测波形（-30度）
转角与脉宽

舵机的控制方法
脉宽与转角
电机控制
实现电机控制包括以下两个方面： 电机驱动器设计（硬件） 控制算法设计（软件）
电机驱动电路
由于在智能车竞赛中，智能车的速度较快，通常达到 2 m/s以上，因此对电机驱动电流的要求较高，电机驱动 电路必不可少。 下面介绍两种常用的电机驱动电路

电机驱动电路
直流电机调速驱动电路
电机驱动电路
功率管驱动直流电机正、反转
电机驱动电路
当然，也可以使用专门的驱动芯片，如 L298，MC33886等。
RCLK
RST
图像传输的FIFO缓冲结构
SCLK SDATA EXPOSURE CMOS FRM_VALID LINE_VALID D0~D7 PIXCLK
/IRQ
PT3
PT2
PT1
PT0
D0~D7
WCLK /WEN
与非
PP1 PORTAB PAD3 PAD1 PAD2 PAD0 MCU
0/1
OW
主要内容
系统框架 图像采集 图像处理
速度控制
方向控制
智能车系统框架
车模
摄像头
S12 单片机主 控模块
舵机 车体 电机驱 动模块 电机
测速模块
赛道环境
图像采集
图像采集由摄像头实现，根据成像原理，分为
CCD摄像头和CMOS摄像头，两者各有所长。基于
CMOS功耗低，无需额外设计电源等考虑，我们
FIFO
Q0~Q7 Q9~Q16 FF EF
RCLK
RST
图像传输的FIFO缓冲结构
由行有效信号触发 中断，中断服务函 数中，对行进行计 数并控制，改行是 否写入FIFO
图像处理
摄像头采集的灰度图像
一、灰度阈值化
0; q(i, j ) 1;
p(i, j ) Th; p(i, j ) Th;
问题？ ？
如何提高抗干扰性
赛道识别
原 始 图 像 输 入
双 边 沿 检 测
边 沿 连 接
引 导 线 提 取
起 始 线 识 别 坐 标 变 换
黑线提取
起始线识别
图像处理
图像处理的结果如何应用？
图像处理得到黑线中心在图像中的坐标，通 过投影变换后得到黑线在场地坐标系中的坐 标，接下来解决看到了路该如何走得问题， 而且要走得又快又稳！