飞思卡尔智能车激光资料
第九届飞思卡尔智能车竞赛材料清单V3.0
本材料表一共有9页，每个宝贝后面都附带有链接第九届飞思卡尔智能车竞赛光电组材料表(XS128)序号名称单价（元）数量总计（元）链接1MC9S12XS128最小系统（16位）78.75178.75详情2BDM下载器（集成USB转串口）52.5152.5详情3线性CCD模块1201120详情4偏振片15115详情5线性CCD安装支架48148详情6碳素杆（10mm*8mm*500mm）12112详情7舵机支架40140详情8舵机转向舵盘39.6139.6详情9BTN7971电机驱动（4合1）1261126详情10BTN7971驱动芯片17.29469.16详情11LM2940电源芯片428详情12LM2940元件包0.320.6详情13200线编码器（单相）128.11128.1详情14编码器支架12112详情15编码器齿轮（B车）15.2115.2详情16OLED显示屏34.3134.3详情17第9届飞思卡尔竞赛指定B车模详情总计第九届飞思卡尔智能车竞赛光电组材料表（K60）序号名称单价（元）数量总计（元）链接1MK60DN512ZVLL10最小系统（32位）110.71110.7详情2OSJTAG下载器（集成USB转串口）84184详情3线性CCD模块1201120详情4偏振片15115详情5线性CCD安装支架48148详情6碳素杆（10mm*8mm*500mm）12112详情7舵机支架40140详情8舵机转向舵盘39.6139.6详情9BTN7971电机驱动（4合1）1261126详情10BTN7971驱动芯片17.29469.16详情11LM1117-3.3电源芯片428详情12LM1117-3.3元件包0.320.6详情13LM2940电源芯片428详情14LM2940元件包0.320.6详情15200线编码器（单相）128.11128.1详情16编码器支架12112详情17编码器齿轮（B车）15.2115.2详情18OLED显示屏34.3134.3详情19第9届飞思卡尔竞赛指定B车模详情总计第九届飞思卡尔智能车竞赛光电组材料表（MCF52255）序号名称单价（元）数量总计（元）链接1MCF52255最小系统（32位）110.71110.7详情2BDM下载器84184详情3线性CCD模块1201120详情4偏振片15115详情5线性CCD安装支架48148详情6碳素杆（10mm*8mm*500mm）12112详情7舵机支架40140详情8舵机转向舵盘39.6139.6详情9BTN7971电机驱动（4合1）1261126详情10BTN7971驱动芯片17.29469.16详情11LM1117-3.3电源芯片428详情12LM1117-3.3元件包0.320.6详情13LM2940电源芯片428详情14LM2940元件包0.320.6详情15200线编码器（单相）128.11128.1详情16编码器支架12112详情17编码器齿轮（B车）15.2115.2详情18OLED显示屏34.3134.3详情19第9届飞思卡尔竞赛指定B车模详情总计711.1元第九届飞思卡尔智能车竞赛摄像头组材料表（XS128）序号名称单价（元）数量总计（元）链接1MC9S12XS128最小系统（16位）78.75178.75详情2BDM下载器（集成USB转串口）52.5152.5详情3摄像头模块OV76201201120详情4偏振片15115详情5摄像头安装支架48148详情6碳素杆（10mm*8mm*500mm）12112详情7MMA7361加速度传感器模块（三轴）21121详情8ENC-03MB陀螺仪模块（双轴）75175详情9BTN7971电机驱动（4合1）1261126详情10BTN7971驱动芯片17.29469.16详情11LM2940电源芯片428详情12LM2940元件包0.320.6详情13200线编码器（双相）147.251147.25详情14编码器支架12112详情15编码器齿轮（D车）15.2115.2详情16OLED显示屏34.3134.3详情17第9届飞思卡尔竞赛指定D车模详情18第9届飞思卡尔竞赛指定E车模详情总计765.6元第九届飞思卡尔智能车竞赛摄像头组材料表（K60）序号名称单价（元）数量总计（元）链接1MK60DN512ZVLL10最小系统（32位）110.71110.7详情2OSJTAG下载器（集成USB转串口）84184详情3摄像头模块OV76201201120详情4偏振片15115详情5摄像头安装支架48148详情6碳素杆（10mm*8mm*500mm）12112详情7MMA7361加速度传感器模块（三轴）21121详情8ENC-03MB陀螺仪模块（双轴）75175详情9BTN7971电机驱动（4合1）1261126详情10BTN7971驱动芯片17.29469.16详情11LM1117-3.3电源芯片428详情12LM1117-3.3元件包0.320.6详情13LM2940电源芯片428详情14LM2940元件包0.320.6详情15200线编码器（双相）147.251147.25详情16编码器支架12112详情17编码器齿轮（D车）15.2115.2详情18OLED显示屏34.3134.3详情19第9届飞思卡尔竞赛指定D车模详情20第9届飞思卡尔竞赛指定E车模详情总计829.05元第九届飞思卡尔智能车竞赛摄像头组材料表（MCF52255）序号名称单价（元）数量总计（元）链接1MCF52255最小系统（32位）110.71110.7详情2BDM下载器84184详情3摄像头模块OV76201201120详情4偏振片15115详情5摄像头安装支架48148详情6碳素杆（10mm*8mm*500mm）12112详情7MMA7361加速度传感器模块（三轴）21121详情8ENC-03MB陀螺仪模块（双轴）75175详情9BTN7971电机驱动（4合1）1261126详情10BTN7971驱动芯片17.29469.16详情11LM1117-3.3电源芯片428详情12LM1117-3.3元件包0.320.6详情13LM2940电源芯片428详情14LM2940元件包0.320.6详情15200线编码器（双相）147.251147.25详情16编码器支架12112详情17编码器齿轮（D车）15.2115.2详情18OLED显示屏34.3134.3详情19第9届飞思卡尔竞赛指定D车模详情20第9届飞思卡尔竞赛指定E车模详情总计序号名称单价（元）数量总计（元）链接1MC9S12XS128最小系统（16位）78.75178.75详情2BDM下载器（集成USB转串口）52.5152.5详情310mH工字电感0.82016详情4 6.8nf电容0.2204详情5LM386运算放大器3412详情6NE5532运算放大器 3.5414详情7干簧管 2.525详情80.3mm漆包线（50米长）15115详情9碳素杆（5cm*3cm*1000mm）10.8110.8详情10碳素杆（6cm*4cm*1000mm）12224详情11碳素杆三通件（垂直） 4.829.6详情12碳素杆三通件（倾斜） 4.829.6详情13舵机支架40140详情14舵机转向舵盘39.6139.6详情15BTN7971电机驱动（4合1）1261126详情16LM2940电源芯片428详情17LM2940元件包0.320.6详情18200线编码器（双相）149.582299.16详情19编码器支架12112详情20编码器齿轮（D车）15.2115.2详情21OLED显示屏34.3134.3详情22第9届飞思卡尔竞赛指定C车模详情总计序号名称单价（元）数量总计（元）链接1MK60DN512ZVLL10最小系统（32位）110.71110.7详情2OSJTAG下载器（集成USB转串口）84184详情310mH工字电感0.82016详情4 6.8nf电容0.2204详情5LM386运算放大器3412详情6NE5532运算放大器 3.5414详情7干簧管 2.525详情80.3mm漆包线（50米长）15115详情9碳素杆（5cm*3cm*1000mm）10.8110.8详情10碳素杆（6cm*4cm*1000mm）12224详情11碳素杆三通件（垂直） 4.829.6详情12碳素杆三通件（倾斜） 4.829.6详情13舵机支架40140详情14舵机转向舵盘39.6139.6详情15BTN7971电机驱动（4合1）1261126详情16BTN7971驱动芯片17.29469.16详情17LM1117-3.3电源芯片428详情18LM1117-3.3元件包0.320.6详情19LM2940电源芯片428详情20LM2940元件包0.320.6详情21200线编码器（双相）149.582299.16详情22编码器支架12112详情23编码器齿轮（D车）15.2115.2详情24OLED显示屏34.3134.3详情25第9届飞思卡尔竞赛指定C车模详情总计第九届飞思卡尔智能车竞赛电磁组材料表（MCF52255）序号名称单价（元）数量总计（元）链接1MCF52255最小系统（32位）110.71110.7详情2BDM下载器84184详情310mH工字电感0.82016详情4 6.8nf电容0.2204详情5LM386运算放大器3412详情6NE5532运算放大器 3.5414详情7干簧管 2.525详情80.3mm漆包线（50米长）15115详情9碳素杆（5cm*3cm*1000mm）10.8110.8详情10碳素杆（6cm*4cm*1000mm）12224详情11碳素杆三通件（垂直） 4.829.6详情12碳素杆三通件（倾斜） 4.829.6详情13舵机支架40140详情14舵机转向舵盘39.6139.6详情15BTN7971电机驱动（4合1）1261126详情16BTN7971驱动芯片17.29469.16详情17LM1117-3.3电源芯片428详情18LM1117-3.3元件包0.320.6详情19LM2940电源芯片428详情20LM2940元件包0.320.6详情21200线编码器（双相）149.582299.16详情22编码器支架12112详情23编码器齿轮（C车）15.2115.2详情24OLED显示屏34.3134.3详情25第9届飞思卡尔竞赛指定C车模详情总计。
飞思卡尔智能车光电组技术报告
飞思卡尔智能车光电组技术报告一、智能车光电组概述智能车光电组是指智能车中的关键性能元件——光电传感器集合体。
它能对车辆运动状态、线路、红绿灯等信息进行感知，实现智能驾驶的基础。
智能车光电组主要包括红外线传感器、光耦传感器、光电限位传感器等。
这些传感器通过感知周围环境中的光电信息，将其转化为电信号，再与控制电路进行通信，完成车辆的控制和判断。
二、红外线传感器红外线传感器是智能车光电组中最常用的传感器之一，其主要作用是对赛道上各种异物或者障碍进行探测，从而实现自主避障。
红外线传感器有两种，一种是红外线避障传感器，主要检测前方是否有障碍物。
另一种是寻迹传感器，主要检测车辆行进轨迹及车轮边界。
这两种传感器都通过发射一束红外线，然后检测红外线反射信号的强弱，来判断当前道路状态。
智能车中多数采用两种红外线传感器的组合，一个用于永久性突出物体的检测和避障功能，一个用于寻迹，检测当前赛道行驶的状态。
这种组合方案在实际使用中既能够减小了智能车的体积，同时也能够同时满足避障和寻迹两种功能的需求。
三、光耦传感器光耦传感器主要是测量霍尔电压，电容电压，电阻电压等物理量，全局范围内掌握智能车行驶的状态，构成智能车控制系统的重要部分。
通过对各种物理量的感应，对智能车进行动态实时控制。
如针对车速问题，可以采用霍尔电压测量方法，对车辆运动状态进行简单的判断。
智能车中采用光电传感器和电路配合的方法，还可以实现车辆行驶过程中的速度随时控制和加速度调整。
四、光电限位传感器光电限位传感器是一种可以控制智能车极限运动状态的传感器。
传感器通过实时控制智能车运动状态，避免车辆因超出极限而出现事故。
光电限位传感器一般分为三种，分别是机械限位传感器、磁性限位传感器和光电限位传感器。
传感器固定在车架上，在车辆行驶过程中限定车辆的行驶限度，从而确保车辆的安全性。
五、结论智能车光电传感器组是智能车控制系统中的重要组成部分。
它通过对周围环境的感知和探测来确保车辆的安全和自主导航。
飞思卡尔智能车竞赛光电组技术报告
第九届“飞思卡尔”杯全国大学生智能车竞赛光电组技术报告学校：中北大学伍名称：ARES赛队员：贺彦兴王志强雷鸿队教师：闫晓燕甄国涌关于技术报告和研究论文使用授权的说明书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：2014-09-15日摘要本文介绍了第九届“飞思卡尔杯全国大学生智能车大赛光电组中北大学参赛队伍整个系统核心采用飞思卡尔单片机MC9S12XS128MAA ，利用TSL1401线性CCD 对赛道的行扫描采集信息来引导智能小车的前进方向。
机械系统设计包括前轮定位、方向转角调整，重心设计器件布局设计等。
硬件系统设计包括线性CCD传感器安装调整，电机驱动电路，电源管理等模块的设计。
软件上以经典的PID算法为主，辅以小规Bang-Bang算法来控制智能车的转向和速度。
在智能车系统设计开发过程中使用Altium Designer设计制作pcb电路板，CodeWarriorIDE作为软件开发平台，Nokia5110屏用来显示各实时参数信息并利用蓝牙通信模块和串口模块辅助调试。
关键字：智能车摄像头控制器算法。
目录1绪论 (1)1.1 竞赛背景 (1)1.2国内外智能车辆发展状况 (1)1.3 智能车大赛简介 (2)1.4 第九届比赛规则简介 (2)2智能车系统设计总述 (2)2.1机械系统概述 (3)2.2硬件系统概述 (5)2.3软件系统概述 (6)3智能车机械系统设计 (7)3.1智能车的整体结构 (7)3.2前轮定位 (7)3.3智能车后轮减速齿轮机构调整 (8)3.4传感器的安装 (8)4智能车硬件系统设计 (8)4.1XS128芯片介绍 (8)4.2传感器板设计 (8)4.2.1电磁传感器方案选择 (8)4.2.2电源管理模 (9)4.2.3电机驱动模块 (10)4.2.4编码器 (11)5智能车软件系统设 (11)5.1程序概述 (11)5.2采集传感器信息及处理 (11)5.3计算赛道信息 (13)5.4转向控制策略 (17)5.5速度控制策略 (19)6总结 (19)6.1效果 (20)6.2遇到的问题以及解决办法 (20)6.3队员之间的合作很重要 (21)附录 (22)源程序 (23)1绪论1.1 竞赛背景随着经济发展，道路交通面临新的问题和新的挑战。
飞思卡尔智能车光电资料
飞思卡尔智能车光电资料概述飞思卡尔智能车（Smart car）系列是一款基于飞思卡尔公司的光电传感技术的自动驾驶小车。
光电传感技术是利用光电元件将感受到的光信号转化为电信号，并通过处理电信号得到有用的信息。
飞思卡尔智能车光电资料提供了有关自动驾驶小车的光电传感器的详细信息，包括工作原理、技术规格和应用案例等。
工作原理飞思卡尔智能车光电传感器是通过感受周围的光线来实现环境感知和障碍物检测的。
光电传感器通常由发射器和接收器两部分组成，发射器将红外线或其他光束发射出去，接收器则接收到从目标物体反射回来的光线。
通过测量发射光束和接收光束之间的差异，可以判断目标物体的位置、形状和距离等。
光电传感器可以分为两种类型：距离传感器和线路传感器。
距离传感器主要用于测量目标物体与车辆之间的距离，常用于自动驾驶小车的防碰撞系统。
线路传感器主要用于检测车辆行驶的路径，常用于自动驾驶小车的导航系统。
技术规格飞思卡尔智能车光电传感器具有以下技术规格：•工作电压：3.3V•工作电流：10mA•输出信号：数字信号•工作距离：10cm - 100cm•发射角度：60度•接收灵敏度：高于5000Lux应用案例飞思卡尔智能车光电传感器广泛应用于自动驾驶小车的各个方面，包括但不限于以下应用案例：防碰撞系统飞思卡尔智能车光电传感器可以配备在车辆的前部，用于检测前方是否有障碍物。
当传感器检测到前方有障碍物时，会向控制系统发出警告信号，控制系统则会采取相应措施，如减速或避让，以防止碰撞事故的发生。
导航系统飞思卡尔智能车光电传感器可以配备在车辆的底部，用于检测车辆行驶路径。
传感器将红外线发射到地面上的线路上，通过接收反射回来的光线来确定车辆的行驶方向和位置。
导航系统可以根据传感器的信号来控制车辆的行驶轨迹，以实现自动驾驶。
环境感知系统飞思卡尔智能车光电传感器可以配备在车辆的四周，用于感知周围的环境。
传感器可以检测到周围物体的位置、形状和距离等信息，以帮助车辆做出相应的决策，如避让行人或停车等。
飞思卡尔智能车信息采集
飞思卡尔智能车信息采集摘要本文首先对智能车的硬件进行设计，达到了低重心、大前瞻、高稳定性。
其次对系统的软件部分进行设计，利用阀值对赛道进行判断，从而得到智能车的偏航角。
综合偏航角控制量实现舵机控制，入弯道切内道，大大提高了智能车的弯道运行速度。
用光电编码盘检测智能车的运行速度，再根据赛道信息给定智能车的运行速度，运用一些算法调节驱动电机转速，实现了电机的快速响应。
经过大量测试，最终确定系统结构和各项控制参数。
关键词：单片机；舵机控制；速度控制【中图分类号】u293.2+50 引言智能车有着极为广泛的应用前景。
结合传感器技术和自动驾驶技术可以实现汽车的自适巡航并把车开得开得又快又稳、安全可靠；汽车夜间行驶时，如果装上红外摄像头，就能实现夜晚汽车的安全辅助驾驶；他也可以工作在仓库、码头、工厂或危险、有毒、有害的工作环境里，此外他还能担当起无人值守的巡逻监视、物料的运输、消防灭火等任务。
在普通家庭轿车消费中，智能车的研发也是有价值的，比如雾天能见度差，人工驾驶经常发生碰撞，如果用上这种设备，激光雷达会自动探测前方的障碍物，电脑会控制车辆自动停下来撞车就不会发生了。
提高安全性和系统效率。
这种新型车辆控制方法的核心，就是实现车辆的智能化。
1 智能车机械结构设计机械结构是控制算法和软件程序的执行机构，对机械结构性能的了解和改造有利于对控制算法和软件程序的实现。
因此对车体机械结构的调整是非常必要的。
1.1 车体机械参数调整前轮参数的调整包括前轮主销后倾角，主销内倾角，前轮外倾角，前轮前束。
这几个参数对车体直线行驶的平稳性和转弯的灵活性有很重要的影响[1]。
1.2 舵机的安装舵机转向是整个控制系统中延迟较大的一个环节，在相同的舵机转向条件下，转向连杆在舵机一端的连接点离舵机轴心距离越远，转向轮转向变化越快。
这样安装的优点是：改变了舵机的力臂，使转向更灵敏；舵机安装在正中央，使左右的转向基本一致；重心相对来说靠后，减轻舵机的负载[2]。
飞思卡尔光电组激光电路
注释：一字型排布，中间对称发射接收：电路图激光传感控制电路：@1，激光传感（北京科技大）推荐淘宝专业店/@2杭州电子科技大学（摄像头）速度检测模块硬件板速度检测模块由一对红外对管配以编码盘实现，可以实现一圈24点分辨率。
电路上只有一个电阻结构十分简单。
在编码盘的设计上，我们直接用薄的PCB 板嵌入在车模的后轮轴上，简单、牢固。
编码盘外观图如图1.2所示。
车速测定(红外对管)@3吉林大学（摄像头）光电编码器与电路板和单片机的接口：图4.11 车速采集模块接口图测速：光电编码器摄像头信号采样电路图：图5.3 摄像头信号采样电路图：5v电压电路合肥工大：光电（两层排布）光栅盘测速，如图3.10 所示。
光栅盘是从机械鼠标上拆下来，总共有50个齿。
将栅盘直接用热熔胶粘接在后轮传动轴上，避免了打滑的可能。
在栅盘的正下方安装槽型光耦（又称光断续器，实际也是红外光电对管）。
当发射的光线被栅齿挡住，接受端管子应该截止，但该栅齿附近间隙仍有光透过并被接受到，所以截止的不够彻底；同理，本该完全导通时也没有完全导通。
所以接收端接受到的信号实际是连续变化的信号，类似于正弦波，而不是理想的脉冲方波信号。
需要在后级信号调理电路中，加上放大级和比较级电路就可得到与TTL电平兼容的脉冲方波信号。
（乐山师范）：单个传感器检测电路速度检测:ST150为单光束直射取样式光电传感器，它由高输出的红外光电二极管与高灵敏度光敏晶体管组成北京理工（第二届）（直射型光电传感器方案。
）由速度传感器可以获得一个脉冲信号，该信号直接进入S12 芯片的ETC 模块，经程序计算后便可获得当前车速，其电路原理图如上。
广工一队（第一届）VCC+5推荐淘宝专业店/图2.3红外接收电路红外发射管不是同时点亮，而是隔足够远的距离的两个发射管同时点亮。
这样就可以把邻近干扰降到最底了。
实际测量中使用1.6cm长，直径为3mm的黑色套管套住红外接收管时，发射管发射的红外线对相隔一个管的红外接收的干扰几乎已经很小了。
飞思卡尔智能车原理
飞思卡尔智能车原理飞思卡尔智能车是一种基于嵌入式系统和人工智能技术的智能交通工具。
它通过搭载各种传感器、控制器和算法，在无人驾驶、自动泊车等场景下发挥重要作用。
本文将介绍飞思卡尔智能车的原理，并分析其在实际应用中的优势和挑战。
一、飞思卡尔智能车的硬件组成飞思卡尔智能车的硬件组成主要包括以下几个方面：1. 主控单元：主控单元是飞思卡尔智能车的核心组件，通常采用高性能的嵌入式处理器。
它负责接收来自各种传感器的信息，并根据预设的算法进行数据处理和决策。
2. 传感器：飞思卡尔智能车搭载多种传感器，如摄像头、激光雷达、超声波传感器等。
这些传感器可以实时感知周围环境的信息，包括道路状况、障碍物位置等，为智能车提供必要的数据支持。
3. 电机与驱动系统：飞思卡尔智能车搭载电机和对应的驱动系统，用于控制车辆的行驶和转向。
这些系统通常采用先进的电子控制技术，能够实现精确的转向和速度控制。
4. 通信模块：飞思卡尔智能车通过通信模块与其他车辆、交通基础设施等进行信息交互。
这种通信方式可以实现车辆之间的协同工作，提高交通系统的整体效率。
二、飞思卡尔智能车的工作原理飞思卡尔智能车的工作原理可以归结为以下几个关键步骤：1. 环境感知：飞思卡尔智能车通过搭载的传感器对周围环境进行感知。
摄像头可以捕捉到道路状况、交通标志和其他车辆的信息；激光雷达可以检测到障碍物的位置和距离；超声波传感器可以测量车辆与前方障碍物的距离等。
通过这些传感器获取到的数据，智能车可以对周围环境做出准确判断。
2. 数据处理与决策：主控单元接收传感器传来的数据，并根据预设的算法进行数据处理和决策。
它会将传感器的信息与事先建立的模型进行比对，进而判断车辆应该采取何种动作，如加速、刹车、转向等。
3. 控制指令生成：基于数据处理与决策的结果，主控单元生成相应的控制指令，通过驱动系统控制车辆的行驶和转向。
这些控制指令可以通过电机和驱动系统精确地控制车辆的运动。
4. 数据通信与协同：飞思卡尔智能车通过通信模块与其他车辆以及交通基础设施进行信息交互。
飞思卡尔光电组
传感器硬件原理图
传感器元器件清单
? 发光二极管 × 8
发光二极管(贴片封装0805) × 8
? 接收管 × 8
调制管 × 4
? 三极管8050 × 4
电位器500Ω(滑动变阻器) × 8
? 电容0.1μF(贴片封装0603) × 8
? 电阻22Ω(贴片封装0805) × 16
? 电阻1.5kΩ(贴片封装0805) × 8
00110000000000
黑线相当偏左 01000000000000
没有黑线(盲区) 00000000000000
传感器在起点与十字路口
? 如何分辨是 后期重点
2、路径识别算法
? 传感器相关初始化
? void PORT_Init(void)
?{
? DDRA = 0x00;
//端口A方向输入
? PUCR_PUPAE = 1; //端口A信号上拉
按传感器输出信号不同，检测方法 分两种：数字量输出（调制，以我们学 校为代表）和模拟量输出（A/D，以清 华为代表）。
二、光电车硬件
元器件标号基本知识： R电阻标号识别
C电容标号识别
←无k是标号
有k就是阻值 →
光电传感器：发射电路
调制是为了将连续光变成频率约180kHz的光脉冲
注意：⒈我们使用的接收管只能接收调制光，因此发射管必须经过调制电 路发射调制光，否则接收管无法接收光信号；
? PORTA = 0x00; //端口A初值为0
}
寄存器按位赋值举例PUCR_PUPAE = 1; (PUCR |= 0x01;)
? 传感器状态采集：
? void Sensor_collect(void) //采集传感器状态
飞思卡尔智能车简介
智能车制作F R E E S C A L E学院：信息工程学院班级：电气工程及其自动化132 学号：6101113078姓名：李瑞欣目录：1. 整体概述2．单片机介绍3．C语言4．智能车队的三个组5．我对这门课的建议一、整体概述智能车的制作过程包括理论设计、实际制作、整车调试、现场比赛等环节，要求学生组成团队，协同工作。
内容涵盖自动控制、模式识别、传感技术、电子、电气、计算机、机械与汽车等多学科多专业。
下面是一个智能车的模块分布：总的来说智能车有六大模块：信号输入模块、控制输出模块、数据处理模块、信息显示模块、信息发送模块、异常处理模块。
1、信号输入模块：智能车通过传感器获知赛道上的路况信息（直道，弯道，山坡，障碍物等），同时也通过传感器获取智能车自身的信息（车速，电磁电量等）。
这些数据构成了智能车软件系统（大脑）的信息来源，软件系统依靠这些数据，改变智能车的运行状态，保证其在最短的时间内按照规定跑完整个赛道。
2、控制输出模块：智能车在赛道上依靠转向机构（舵机）和动力机构（电机）来控制运行状态，这也是智能车最主要的模块，这个模块的好坏直接决定了你的比赛成绩。
电机和舵机都是通过PWM控制的，因此我们的软件系统需要根据已有的信息进行分析计算得到一个合适的输出数据（占空比）来控制电机和舵机。
3数据处理模块：主要是对电感、编码器、干簧管的数据处理。
信号输入模块得到的数据非常原始，有杂波。
基本上是不能直接用来计算的。
因此需要有信号处理模块对采集的数据进行处理，得到可用的数据。
4信息显示模块：智能车调试过程中，用显示器来显示智能车的部分信息，判断智能车是否正常运行。
正式比赛过程中可关闭。
主流的显示器有:Nokia 5110 ,OLED模块等，需要进行驱动移植。
5信息发送模块智能车的调试过程中，我们需要观察智能车的实时状态（采集的信号是否正常，输出是否正常），这个时候就需要用到信息发送模块，将智能车运行时的数据发送到电脑上就行分析处理。
(毕业设计)飞思卡尔智能车及机器视觉
图像处理在智能车路径识别中的应用摘要机器视觉技术在智能车中得到了广泛的应用，这项技术在智能车的路径识别、障碍物判断中起着重要作用。
基于此，依据飞思卡尔小车的硬件架构,研究机器视觉技术应用于飞思卡尔小车。
飞思卡尔智能车处理器采用了MC9S12XS128芯片，路况采集使用的是数字摄像头OV7620。
由于飞思卡尔智能车是是一款竞速小车，因此图像采集和处理要协调准确性和快速性，需要找到其中的最优控制。
因此本设计主要需要完成的任务是：怎样用摄像头准确的采集每一场的图像，然后怎样进行二值化处理；以及怎样对图像进行去噪处理；最后也就是本设计的难点也是设计的核心，怎样对小车的轨迹进行补线。
本设计的先进性，在众多的图像处理技术中找到了适合飞思卡尔智能车的图像处理方法。
充分发挥了摄像头的有点。
经过小车的实际测试以及相关的MATLAB 仿真，最终相关设计内容都基本满足要求。
小车的稳定性和快速性得到显著提高。
关键词：OV7620，视频采集，图像处理，二值化The Application of Image Processing in the Recognition ofIntelligent Vehicle PathABSTRACTCamera Machine vision technology in the smart car in a wide range of applications, the technology identified in the path of the smart car, and plays an important role in the obstacles to judge. Based on this, based on the architecture of the Freescale car, machine vision technology used in the Freescale car. Freescale smart car the processor MC9S12XS128 chip traffic collected using a digital camera OV7620. Freescale's Smart car is a racing car, so the image acquisition and processing to coordinate the accuracy and fast, you need to find the optimal control. This design need to complete the task: how to use the camera to accurately capture every image, and then how to binarization processing; and how to image denoising; last is the difficulty of this design is the design of the core, how to fill line on the trajectory of the car.The advanced nature of the design found in many image processing techniques of image processing methods for Freescale Smart Car. Give full play to the camera a bit. The actual testing of the car and MATLAB simulation, the final design content can basically meet the requirements. The car's stability and fast to get improved significantly.KEY WORDS: OV7620，Video Capture，Picture Processing，Binarization目录前言 (1)第1章飞思卡尔赛车及机器视觉的概述 (2)1.1 智能车的研究背景 (2)1.1.1 智能车的发展历史 (2)1.1.2 应用前景 (2)1.2 智能车设计要求介绍 (3)1.3 机器视觉介绍 (4)1.4 小结 (4)第2章主要思路及技术方案概要 (5)2.1 总体设计主要方法步骤 (5)2.2 摄像头的对比与选择 (5)2.2.1 摄像头的选取 (5)2.2.2 模拟摄像头 (6)2.2.3 数字摄像头 (6)2.2.4 摄像头的选定 (7)2.3 二值化方案的选取 (7)2.3.1 双峰值法 (7)2.3.2 迭代法 (8)2.3.3 大津法 (8)2.3.4 灰度拉伸-一种改进的大津法 (9)2.3.5 二值化方案的最终选定 (9)2.4对图像进行去噪 (9)2.4.1 传统的去噪法 (9)2.4.2 小波去噪 (11)2.4.3 去噪方法的最终确定 (13)2.5小结 (13)第3章硬件设计 (14)3.1 硬件总体方案设计 (14)3.2 核心控制板 (15)3.3 摄像头的安装 (15)3.4 小结 (16)第4章软件设计 (17)4.1 系统软件总体设计方案 (17)4.2 图像二值化软件设计 (17)4.3 去噪设计 (19)4.3.1 实验信号的产生 (19)4.3.2各参数下去噪效果对比 (20)4.4 二值化后补线 (24)4.5 小结 (32)第5 章结果分析 (33)5.1 采集到的灰度值去噪前的MATLAB仿真 (33)5.1.1 去噪前MATLAB函数和仿真结果 (33)5.1.2 去噪后MATLAB仿真结果 (34)5.2 边界扣取 (35)5.2.1 边界扣取函数 (35)5.2.2 边界扣取仿真结果 (36)5.3 补线后效果 (37)5.4 小结 (38)结论 (39)谢辞 (40)参考文献 (41)附录 (42)外文资料翻译 (45)前言机器视觉技术近几十年来已经得到广泛的应用，并且已经取得了巨大的成功，大大改善了人们的日常生活。
飞思卡尔智能车光电资料
基于光耦传感器的控制方法-从离散量到连续量康世胤1，李长城2,莫一林３，顾全全4,陆耿５(1. 清华大学自动化系,北京 1000８4；2．清华大学自动化系，北京１0０0８4;３. 清华大学自动化系，北京 1００084；4. 清华大学自动化系,北京1０0084;5．清华大学自动化系,北京 100084)摘要: 第一届“飞思卡尔”杯全国大学生智能车邀请赛要求对高速行驶的小车进行实时控制，使其巡线完成比赛赛道。
针对这种要求，我们选择了最成熟的PIＤ控制，尝试了由离散的不完全微分的PD控制到相对连续PD控制的过渡,通过采集光耦传感器输出的模拟量，采用对称求位置法得到连续性较好的位置信息，利用双排传感器计算角度,对位置和角度同时进行PD控制,经过细致调试确定相应参数,并合理利用分段、设置死区等方法，最终小车可以获得较好的稳定性和在高速情况对赛道中心线的跟随特性。
关键词：道路寻迹；PIＤ控制;对称定位；离散;连续Cｏｎｔrol MeｔhoｄBaｓed on Photoeｌectｒic Coupｌing Device – from ＤiscreｔｅＳignａl to Ｃｏnｔｉnual Ｓigｎal ＫＡNG Ｓhiyｉn1,LＩＣhangchenｇ２,MＯYiｌin3，GU Qｕanquan4，LU Ｇeng5(1.Auｔomａｔion, ＴsinghuａUｎiversｉtｙ, Beijｉng100084, Chiｎa;２. Ａｕtomatioｎ, Tsinghua Uｎiverｓｉｔｙ, Beijing １000８4，Ｃhiｎa;3．Automation, TsinｇhuａUniversiｔy, Beijing 1０00８4, Chiｎa；4. Autoｍation, Tｓinghｕa Ｕnｉvｅｒsiｔｙ,Beｉjｉng １０００84,Cｈiｎa;5.Aｕtomatioｎ,Tｓinghｕa Uｎiversity, Bｅｉｊing 100084，Ｃhina；)Aｂｓtract：Iｎtｈe ｃominｇFREESCALE Cｏlｌｅｇe ＳｔudentＳｍａrｔCar Competｉtion ’06, realｔiｍe coｎt ｒol strategieｓaｒe requiredｔo ｂe applieｄin the high-speedｍodeｌｃar which to make ｓure the caｒtracki ｎｇthe unｋnown road and ｆｉniｓhｉｎg 2 laps of ｇaｍe. Ｂaｓed oｎｔhｅreｑuiｒeｍeｎt we seｌect onｅof thｅｍost ｗell applｉed prｏｐoｒtion-ｉntｅgratｉｏn-ｄeｖiａｔｉon (PＩＤ)ｍethｏd. Much ｗｏrｋs are ｃarried ｏut iｎcludｉｎgｔrying vａrieｓof stｒａtｅgy ｆrom inｉtial discrete ＰＤto final continuａl PＤ. In tｈe cuｒｒent ｓtrateｇy anal ｏg output of ｐｈoｔoelｅctric cｏuｐling deｖｉceｓarｅsampleｄａnd converｔed ｆrｏｍA ｔo D．Symｍｅtric pos ｉtioninｇmethod is aｐplied toｏｂtａin pｒeｃisｅｄｉrection inｆormatioｎ. Furｔｈermoｒe bｙａｐｐｌying ｄｕal ｓensorａrrａｙｔｈe turnｉｎg anｇｌeｉｓcalｃulated. ＰＤｍethｏd is aｐｐliｅｄon ｌocatioｎand angle. Aftｅr careful modificatiｏn thｅcｏｒresｐｏndｉngｐarameteｒs are decｉded empiｒicａｌｌy. In aｄditioｎby using ｓome other ｍeｔｈods such aｓtrａｃｋｓｅgmentatｉon ａnd dｅａdａrea ｐreseｔting，the mｏdel ｃar can ｏｂｔa ｉｎbetter stａtus inｃludiｎｇgood stａbilｉty anｄfine ｔｒacking characｔｅr in hiｇh ｓｐeed.Ｋey woｒds:Ｒoad Ｔrackｉng,Propｏｒｔiｏn-Iｎteｇration-Deviatiｏn Ｃontroｌ，Sｙmmetric Pｏｓitioｎiｎｇ, Discrｅte，Continuaｌ第一届“飞思卡尔”杯全国大学生智能车邀请赛的赛题是控制比赛小车，使其按要求用尽可能短的时间完成比赛赛道，比赛允许选手自行设计传感器和控制电路，并编写控制程序，禁止改动舵机和轮胎等小车结构。
飞思卡尔智能车入门资料大全概要
1.2.2 动手能力和创新能力 常见电源电路和驱动电路设计 新的一些寻迹算法的提出等
二、硬件系统设计与实现
1)电源部分 2）电机驱动部分 3）舵机部分 4）图像采集部分 5）测速部分
1k
OUT1 CC P1 OUT2 33n VS S VS S D1 D2 47uF 47u VS S C3 0.1u GND GND C1 GND
GND 6 5 4 3 2 1 GND VC C PWM7 PWM5 D2 D1
20 DNC 4 V+ 5 V+ 16 V+ 18 D1 13 D2
R2 VC C
正确放电：
由于镍镉电池具有记忆效应，对电池的不完全放电将会人 为的降低电池的电容量； 从放电曲线可以看出，随着电池电量的减少，其电压也会 逐渐降低，当电压降低到某个阈值后继续放电，电池电压 将很快的跌落。这个阈值就是电池的放电下限电压。厂家 给出了放电下限电压为6V。因此，在使用时，建议在动力 车的电源设计中加入电池保护电路，当电池电压低于6V时 切断电路，用来保护电池。如果没有保护电路，要注意， 电池接通时人不要离开。因为当电池电压降到接近6V时， 电池已经给不出多少电流，已经没有能力驱动电机了，此 时一定要及时断开电路，到了给电池充电的时候了。
舵机控制方法
三线连接方式 红线：电源线+6V 蓝线：地线 黑线：PWM控制信号
2.2.2驱动芯片BTS7960/7970组成的电路
大功率驱动芯片BTS7970特性如下： 输入电压：6v---24v 输出电流： 最大可达60A 内阻：16毫欧 控制线电压： 5v PWM控制频率：25K
(完整word版)飞思卡尔智能车技术报告
集成化的设计思路的好处是原件密度高，系统可以小型化一体化，通过综合考虑各方面因素，在确定了系统最终硬件方案不做大的更改的情况下，在确保了系统可靠性的前提下，最终选择了一体化，集成化的硬件设计思路。使车体硬件电路布局紧凑，稳定可靠。
3、大前瞻，高分辨率方案。
在光电传感器的安装不影响赛车行驶的前提下，尽可能的提高传感器前瞻，更大的前瞻，能为赛车提供更多的信息，更能让赛车提前作出决策。
3.5.2主销内倾角
主销内倾角是指主销在汽车的横向平面内向倾斜一个角度，即主销轴线与地面垂直线在汽车横向断面内的夹角。主销内倾角也有使车轮自动回正的作用。通常汽车主销内倾角不大于80。
2.5.3前轮外倾角
通过车轮中心的汽车横向平面与车轮平面的交线与地面垂线之间的夹角称为“前轮外倾角”。轮胎呈现“八”字形张开时称为“负外倾”，而呈现“V”字形张开时称为“正外倾”。一般前轮外倾角为10左右。
4.5速度检测模块
为了使车在跑的过程中能快速加速，及时减速除了要有好的算法来控制，还依赖于速度闭环返回的速度脉冲值的可靠度和精确度，因此为了提高检测精度，最后选用了精度较高的光电编码器，光电编码器使用5V-24V电源，输出12.5%-85%VCC的方波信号。
9.2存在的不足
9.3可改进的方法
第十章参考文献
第一章引言
1.1方案介绍
系统硬件设计可以说是整个智能车设计的基础和重中之重。正确的硬件设计方向与思路，是系统稳定可靠的基础，功能强大的硬件系统，更为软件系统的发挥提供了强大的平台。、
1、整车低重心设计。
通过以往几届比赛的经验我们看到，往往重心低，体积小巧，布局紧凑的赛车更能取得好的成绩。、于是，我们通过合理布局电路板和各种传感器，尽可能地降低整车重心。在不影响传感器前瞻，或者不过度牺牲传感器性能的情况下，尽量降低光电传感器的高度，以提高赛车的侧翻极限。
飞思卡尔光电组套件智能车XS128K60介绍
此智能车模，配套的电机型号为RN260-CN-2875。智能车的控制采用的是双后轮驱动方案。智能车的外形大致如下：
智能汽车外形图
2.2
车模中的传感器包括有：速度传感器，车模姿态传感器（陀螺仪、加速度计）以及线形CCD。下面分别介绍这些传感器的安装。
2.2.1
速度编码器我们采用了编码器，安装方法如下：
为了保护模型车传感器支架，在车模机械设计的时候，增添了防撞保护装置，使一旦车模倾倒或者失控，防撞保护装置可保护车模机械的安全性，保证小车状态的稳定性。
飞思卡尔光电组套件智能车XS128 K60介绍
智能汽车外形图
第一章
智能汽车系统总体设计思路，后面将整个系统分为机械结构、控制模块、控制算法等三部分对智能汽车控制系统进行深入的介绍。光电组用了线性ccd,但是由于需要镜头成像，所以会带来成像失真，静电干扰严重等问题。由于平衡车的特殊性，车身在循迹前进的过程中，必须保持车身的平衡。根据最基本保持车身平衡的基本原理，需要知道车身当前的角度和角速度。因此在保持车身平衡方面，以加速度计作为角度传感器，陀螺仪作为角速度传感器。
用十字扳手套筒将车的后轮拆卸后，安装编码器，固定编码器的固定件是根据
车得尺寸及与编码器的相对位置手工制作的连接固定件。
在安装完后轮后，在利用十字扳手套筒将后轮装上。
安装时应注意调整好齿轮间隙。齿轮传动机构对车模的驱动能力有很大的影响。齿轮传动部分安装位置的不恰当，会大大增加电机驱动后轮的负载，会严重影响最终成绩。调整的原则是：两传动齿轮轴保持平行, 齿轮间的配合间隙要合适，过松容易打坏齿轮，过紧又会增加传动阻力，浪费动力；传动部分要轻松、顺畅，不能有迟滞或周期性振动的现象。判断齿轮传动是否良好的依据是，听一下电机带动后轮空转时的声音。声音刺耳响亮，说明齿轮间的配合间隙过大，传动中有撞齿现象；声音闷而且有迟滞，则说明齿轮间的配合间隙过小，或者两齿轮轴不平行，电机负载变大。调整好的齿轮传动噪音很小，并且不会有碰撞类的杂音，后轮减速齿轮机构就基本上调整好了，动力传递十分流畅。如图所示。
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飞思卡尔智能车激光调制电路
文章开始，自己想先说飞思卡尔智能车光电组的车子越跑越快，大有超越摄像头的架势。
自己参加第五届飞思卡尔智能车大赛获得华北赛区一等奖。
名次并不想说明什么问题，只是想说自己亲自做过，对此有一些看法，在这里与各位分享，希望对大家有用。
光电组要想跑的的快，大的前瞻是必要的，其中的道理也不用我说了。
但是用以往的红外或是其他什么光敏电阻之类的都不能达到要求，最好的选择就是调制激光。
调制激光虽然有很大的优势，但是由于其新，所以相关方面的资料并不多，一些高校更是对此讳莫如深，应为这对于他们来说就是一张非常有价值的底牌，使用调制激光前瞻和抗干扰方面有非常大的优势，所以能够使用调制激光，在起点上已经领先很大一部分了。
虽然调制激光正在不断的普及，但是普及还不够，技术还是掌握在一部分人手里。
不利于智能车整体水平的提高。
自己做光电组的车子，也是从光敏电阻过渡到调制激光，在这里把自己所了解的一些知识和自己的一些见解与大家分享一下。
首先是调制激光的电路图，电路图如下，可以看出电路并
不复杂，其中C11为胆电容，容值为1uf，JP11和jp12可以到电子市场买到，单价差不多5元一个，jp11为调制管，jp12为接收管，他们长的差不多，都是三条腿，但是需要注意的是，在购买的时候调制管和激光管一定要买相配的，应为他们之间必须频率必须匹配才可以正常工作。
L11就是激光发射管，用5mw就够了。
图中的OUT1为控制信号，控制激光发射管是否工作，IN1为信号输出，当有光线反射回来也就是激光点照在白色底板上面，IN1输出为低电平，当没有光线返回，也就是激光点照在黑线上，IN1输出为高电平。
调制管和接收管如下图所示，其实调制管也是3只引脚，知识因为第三只引脚无用就剪去了。
图表1 调制管示意图
图表2 接收管示意图
图表3接收管，有凸点为正面
电路很简单，但是不是照着电路把电路连好就大功告成了。
要想有大的前瞻，接收管的安装就有一番学问了。
接收管安装越好，前瞻越大。
因为反射回来的激光太微弱，为了提高灵敏度，都要在接收管外面加一个透镜，这样可以使光线聚集在一起，增大接收管的灵敏度，从而增的检测距离。
透镜如下
图表 4 透镜
在安装透镜的时候，要使透镜的焦点刚好落在接收管的凸点，这样激光管反射回来的光线可以更多的被接收管感应。
调节透镜比较麻烦，一定要细心，慢慢的调，使其达到最后的效果。
然后再固定透镜，不要一开始就固定透镜。
接收管装配图如下
调制激光的相关资料就这么多，大家一定要细心调节，不要着急。
图中给的电路图是一个发射对一个接收，实际使用中可以多个发射对应一个接收，原理差不多，只不过是分时控制激光发射管工作，不同发射管点亮的同时，采集接收管输出的信号，通过编程可以得到这一排路径信号。
使用调制激光的时候，要注意相互之间的影响，一般都用使用分时工作的电路，就是同一时刻只能有一个发射光工作，这样就可以完全避免干扰。
图表 5 接收管装配图。