摄像头组技术报告
第五届 全国大学生智能汽车竞赛技术报告
第五届 全国大学生 “飞思卡尔” 杯 智能汽车竞赛
技术报告
学
校：安徽工程大学
队伍名称： 参赛队员：
指导教师：
第五届 全国大学生智能汽车竞赛技术报告
关于技术报告和研究论文使用授权的说明
本人完全了解第五届全国大学生“飞思卡尔”杯智能汽车竞赛关于保留、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：
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第五届 全国大学生智能汽车竞赛技术报告
目录
摘要 ........................................................................................................................ 5 第一章 引言 .......................................................................................................... 6 1.1 飞思卡尔智能车大赛简介 ............................................................................ 6 1.1.1 大赛起源 .................................................................................................... 6 1.1.2 赛道基本参数 ............................................................................................ 6 1.2 章节安排 ........................................................................................................ 7 第二章 系统整体框架 .......................................................................................... 9 2.1 系统硬件框架 ................................................................................................ 9 2.1.1 主要模块 .................................................................................................... 9 2.1.2 工作过程 .................................................................................................. 10 2.2 系统软件 ...................................................................................................... 10 2.3 方案简介 ...................................................................................................... 10 第三章 机械系统设计与实现 ............................................................................ 12 3.1 机械机构的安装 .......................................................................................... 12 3.1.1 摄像头的安装 .......................................................................................... 12 3.1.2 光电编码器的安装 .................................................................................. 13 3.1.3 舵机的安装 .............................................................................................. 14 3.1.4 系统版的安装 ..................
........................................................................ 15 3.1.5 总体布局 .................................................................................................. 15 第四章 硬件电路的设计与实现 ........................................................................ 16 4.1 控制系统板的设计 ...................................................................................... 16 4.2 电源模块 ...................................................................................................... 17 4.3 速度传感器 .................................................................................................. 18 4.4 电机驱动模块 .............................................................................................. 20 4.5 摄像头 .......................................................................................................... 20 4.6 串口模块 ...................................................................................................... 21 串口模块 第五章 软件系统设计与实现 ............................................................................ 22 5.1 软件设计 ...................................................................................................... 22 5.1.1 时钟模块 .................................................................................................. 22 5.1.2 ECT 模块 .................................................................................................. 23 5.1.3 PWM 输出模块 .......................................................................................... 23 5.2 图像采集 ...................................................................................................... 25
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第五届 全国大学生智能汽车竞赛技术报告
5.3 图像处理 ...................................................................................................... 26 5.3.1 二值化算法 .............................................................................................. 27 5.3.2 黑线提取 .................................................................................................. 29 5.4 控制算法 ...................................................................................................... 29 路径识别 5.5 路径识别 ...................................................................................................... 30 5.5.1 起始线的识别 .......................................................................................... 30 5.6 电机控制 ...................................................................................................... 31 5.7 舵机控制 ...................................................................................................... 32 第六章 开发工具及调试 .................................................................................... 34 6.1 开发工具 .................................
..................................................................... 34 开发工具 6.2 调试过程 ...................................................................................................... 35 6.2.1 串行通信 .................................................................................................. 35 6.2.2 图像显示 .................................................................................................. 35 6.3 车模的技术参数表格 .................................................................................. 36 结论 ...................................................................................................................... 36 致谢 ...................................................................................................................... 36 参考文献 .............................................................................................................. 37 附录 A 最小系统开发板原理图 ......................................................................... 38 附录 B 源程序 ..................................................................................................... 39
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阳光衣城
摘要
本文详细介绍了以第五届全国飞思卡尔智能车大赛为背景的竞速车模自动循线控 制系统方案。文中主要介绍了竞速车模的整体框架、硬件设计、软件设计。硬件设计主 要包括摄像头图像采集模块、 光电编码器速度采集模块、 电机驱动电路、 舵机驱动电路、 电源管理模块。软件设计主要包括增强型定时器 ECT、串口通信 SCI、脉冲累加器 A 和 PWM 模块。在硬件设计方面，结合大赛选用芯片的要求，购买了最小系统开发板，自行 设计了智能车控制电路板。实践证明，该控制电路板较好的集成了智能车所需电路，使 得整车的集成度提高，性能更加可靠。 软件系统以 Freescale16 位单片 MC9S12XS128 作为系统控制处理器，采用 CMOS 数字摄头 OV6620 获取实时赛道信息，通过边缘检测方 法提取赛道黑线，求出小车与黑线间的位置偏差，采用 PD 控制算法对舵机转向进行控 制。通过光电编码器实时获取小车速度，根据不同的路况采用不同的控制策略形成速度 闭环控制。经过大赛实践证明，该套方案能够使智能汽车稳定并且快速行驶。
关键字： 关键字：微控制器MC9S12XS128;图像采集和处理；PID控制
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第一章 引言
1.1 飞思卡尔智能车大赛简介
教育部为了加强大学生实践、创新能力和团队精神的培养，在已举办全国大学生数 学建模、电子设计、机械设计、结构设计等 4 项竞赛的基础上，委托教育部高等学校自 动化专业教学指导分委会主办每年一度的全国大学生智能汽车竞赛。
1.1.1 大赛起源 .1.1
“飞思卡尔”杯智能车大赛起源于韩国，
是韩国汉阳大学汽车控制实验室在飞思卡 尔半导体公司资助下举办的以 HCSl2 单片机为核心的大学生课外科技竞赛。组委会提供 一个标准的汽车模型、直流电机和可充电式电池，参赛队伍要制作一个能够自主识别路 径的智能车，在专门设计的跑道上自动识别道路行驶，谁最快跑完全程而没有冲出跑道 并且技术报告评分较高，谁就是获胜者。其设计内容涵盖了控制、模式识别、传感技术、 汽车电子、电气、计算机、机械、能源等多个学科的知识，对学生的知识融合和实践动 手能力的培养，具有良好的推动作用。 全国大学生“飞思卡尔”杯智能汽车竞赛是在规定的模型汽车平台上，使用飞思卡 尔半导体公司的 8 位、16 位微控制器作为核心控制模块，通过增加道路传感器、电机驱 动电路以及编写相应软件， 制作一个能够自主识别道路的模型汽车， 按照规定路线行进， 以完成时间最短者为优胜。因而该竞赛是涵盖了控制、模式识别、传感技术、电子、电 气、计算机、机械等多个学科的比赛。 该竞赛以飞思卡尔半导体公司为协办方，自 2006 年首届举办以来，成功举办了四 届，得到了教育部吴启迪副部长、张尧学司长及理工处领导、飞思卡尔公司领导与各高 校师生的高度评价，已发展成全国 30 个省市自治区 170 余所高校广泛参与的全国大学 生智能汽车竞赛。 2008 年第三届被教育部批准列入国家教学质量与教学改革工程资助项 目中 9 个科技人文竞赛之一（教高函[2007]30 号文，附件 2） ，2009 年第四届被邀申请 列入国家教学质量与教学改革工程资助项目。
1.1.2 赛道基本参数 .1.2
赛道路面用专用白色基板制作，在预赛阶段时，跑道所占面积在 5m×7m 左右，决 赛阶段时跑道面积可以增大；赛道宽度不小于 50cm；跑道表面为白色，中心有连续黑线 作为引导线，黑线宽 25mm。铺设赛道地板颜色不作要求，它和赛道之间可以但不一定有 颜色差别；赛道中心黑色线下铺设有直径 0.1-0.3mm 漆包线，其中通有 20KHz，100 mA 的交变电流。 频率范围 20K±2K， 电流范围(50-150mA)； 跑道最小曲率半径不小于 50cm； 跑道可以交叉，交叉角为 90°；赛道直线部分可以有坡度在 15°之内的坡面道路，包 括上坡与下坡道路；赛道有一个长为 1m 的出发区，如下图 1.1 所示，计时起始点两边
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分别有一个长度 10cm 黑色计时起始线，赛车前端通过起始线作为比赛计时开始或者结 束时刻。在黑色计时起始线中间安装有永久磁铁，每一边各三只。磁铁参数：直径 7.5 15mm，高度 1-3mm，表面磁场强度 3000-5000Gs。
图1.1 出发区示意图
1.2 1.2 章节安排
第一章 引言 本章主要介
绍了飞思卡尔智能车竞赛的起源和现状，以及赛道参数。 第二章 系统整体框架 本章对系统的硬件方案和软件控制方案进行了论证和选择。 第三章 机械系统设计与实现 本章对机械系统的安装和调整，各个功能模块的安装 过程作了详细介绍。 第四章 硬件电路的设计与实现 本章主要介绍了基于 MC9S12XS128 单片机的控制系 统板的设计，电源模块、速度传感器模块、电机驱动模块、舵机驱动模块、摄像头模块 的设计与实现。 第五章 软件系统设计与实现 本章主要对软件系统各模块的设计思路作了详细的 介绍。特别介绍了图像处理中的各种方法、PID 控制策略及应用和起跑线识别算法的设 计等问题 第六章 开发工具及调试 简单的介绍了智能车的开发工具和调试过程。
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结论 对整个参赛过程中的经验与教训作了总结。
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第二章 系统整体框架
2.1 系统硬件框架
硬件电路的设计是整个系统的基础。如图 2.1 是我们的硬件电路结构框图。
电源模块
速度采集 模块
驼机驱动 模块
MC9S12XS128 图像采集 模块 电机驱动 模块
调试模块
图2.1 系统结构框图
2.1.1 2.1.1 主要模块
1) MC9S12XS128 处理器：该处理器是整个系统的核心和大脑部件，所有的信息都要 由它处理，结合购买的最小系统开发板，我们最终自行设计了系统控制板。 2) 采集模块： 采集模块主要有图像采集和速度采集， 经过比较我们最终采用了 CMOS 的 OV6620 摄像头对赛道图像进行采集。在速度采集方面， 我们选用了 100P/R 的光电 编码器。 3) 驱动模块：主要有电机驱动和舵机驱动。我们选用的电机驱动是 3 片 MC33886 并联的方式，MC33886 内部有场效应管组成的 H 桥，经过测试，发现这种方案驱动能强， 效果很好。为了保险起见，电机和舵机使用各自的稳压芯片供电。 4) 电源模块：主要用到的有 5V 和 7.2V，5V 芯片选择的是 LM2940,7.2V 直接由电 池提供。各个模块均采用分别供电的方式供电。 5) 调试模块：调试模块主要用到 BDM 和串口调试模块。
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2.1.2 2.1.2 工作过程
将图像采集模块，速度采集模块采集到的路况信息、速度信息和小车状态信息等送 到整个系统的核心部件 MC9S12XS128 进行分析处理，然后发出相应控制命令输出到执行 模块的电机和舵机执行适宜的速度和转向动作，进而实现整个系统的闭环反馈控制。
2.2 系统软件
首先对系统各部分进行初始化，初始化完毕后对图像进行采集，图像的采集和处理 是实时进行的，采集后对图象数据进行处理，提取出黑线的位置，然后依照黑线的位置 对舵机和电机进行控制。如此不断的重复，就可以让小车顺利的在赛道
上行驶。系统软 件执行过程如图 2.2 所示。 开始
初始化
图象采集
图象处理
舵机控制
电机控制 图2.2 系统软件流程图
2.3 方案简介
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在本次比赛中，我们选择了总线频率较高的 MC9S12XS128 作为主控芯片，购买了 其最小系统开发板，并且自己制作了系统控制电路板。图像采集我们经过对比最终选择 了 CM OS 的 OV6620 作为图像采集传感器。将图像采集来后，为了减小干扰，首先我们对 整幅图像进行了二值化，然后利用跟踪边缘算法对黑线进行提取，为了使提取的黑线更 加准确我们对提取的黑线进行了中值滤波和限幅滤波。最终使黑线的变化更加平稳。提 取出黑线后，我们采用了 PD 控制方式对舵机进行控制，让小 S 直接冲过去，大 S 尽量 内切。对速度的控制，通过光电编码器实时获取小车速度，根据不同的路况采用不同的 控制策略形成速度闭环控制。然后，小车的速度可以根据前方的路况自动调整。 在硬件方面， 我们为了使电路更加简化， 自己制作了系统控制电路板， 使得单片机、 电源、电机驱动等模块集中到了一块最控制板上。
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第三章 机械系统设计与实现
3.1 机械机构的安装
机械安装也是整个智能车控制系统的硬件基础，影响智能汽车行驶过程中的稳定 性。因此对机械机构的合理安装就显得非常重要了。
3.1.1 摄像头的安装
摄像头安装主要考虑的问题有： 固定摄像头的材料，摄像头的安装位置和摄像头 的安装高度。固定材料我们选择了硬度较好而且质量轻的铝合金材料。安装位置刚开始 我们把摄像头安装到车模的前面，但是由于摄像头的前展性比较好，无法采集到近距离 的赛道，同时也为了减小盲区我们就把摄像头固定到了车模中心靠后的位置。同时摄像 头的高度过高， 重心就提高， 摄像头看到的数据就不是太清晰， 高度过低的话视野太小。 我们进过多次反复的实验最终确定了摄像头镜头离地面的高度约为 26cm 。摄像头的固 定如图 3.1 和图 3.2 所示。
图 3.1 摄像头的固定
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图 3.2 摄像头支架和车模的固定
3.1.2 3.1.2 光电编码器的安装
光电编码器安装主要考虑的问题是与齿轮的咬合。咬合的太紧会使电机转动吃力并 且会发出很大的噪声，太松有时候会丢齿。安装方式如图 3.3。
图 3.3 编码器安装
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3.1.3 3.1.3 舵机的安装
舵机起着转向的作用，其安装非常重要。如果安装不好就会出现转向不足或者转向 左右不对称的问题。车模原始的固定方式是力臂一边长一边短，这样的安装使得车转向 左右不对称，也没能达到转向的极限位置。为此我们改变舵机的安装
位置。将其位置向 外平移了 5mm 左右。舵机的安装如图 3.4 所示。
图 3.4 舵机的安装
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3.1.4 3.1.4 系统版的安装
系统控制电路板， 是我们根据所购买的最小系统开发板而定做的。 安装位置如图 3.5 所示。
图3.5 系统控制板
3.1.5 3.1.5 总体布局
各个功能部件的安装完成后，车的总体布局如图 3.6 所示。
图3.6 府视图
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第四章 硬件电路的设计与实现
硬件电路主要包括：电源模块，驱动模块及调试模块。电源模块主要包括单片机电 源，编码器电源，摄像头电源，舵机电源等。驱动模块主要包括电机驱动和舵机驱动。 调试模块主要包括 BDM 和串口。
4.1 控制系统板的设计
我们采用了竞赛要求的 MC9S12XS128 芯片作为主控芯片， 购买了其最小系统开发板。 参考了组委会提供的开发板的原理图，自行设计了系统控制电路板和外围器件的电路。 如图 4.1 和 4.2 所示。
U3 LM1 VCC7.2V EM11 0.47UF V in +5V EM12 22UF PP1 1 2 3 OUT1_5V J1 VCC DB_RX PJ7 SCK0 SS0 PM1 PP7 PP4 PP2 PP0 PT1 PT3 PT5 PT7 PB1 PB3 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 VCC DB_TX PJ6 MOSI0 MISO0 PM0 PP5 PP3 PP1 PT0 PT2 PT4 PT6 PB0 PB2 PB4 VCC DB_TX PJ6 MOSI0 MISO0 PM0 PP5 PP3 PP1 PT0 PT2 PT4 PT6 PB0 PB2 PB4 J1_1 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 VCC DB_RX PJ7 SCK0 SS0 PM1 PP7 PP4 PP2 PP0 PT1 PT3 PT5 PT7 PB1 PB3
LM2940
驼驼
U4 PT1 PT0 1 2 3 4 OUT2_5V
LM2 VCC7.2V EM21 0.47UF V in +5V EM22 22UF
LM2940
摄摄摄
U5
Header 16X2A LM3 VCC7.2V EM31 0.47UF V in +5V EM32 22UF PT7 1 2 3 OUT3_5V Header 16X2A J2 GND J2_2 VRL RXD1 AN07 AN05 AN03 AN01 PA7 PA5 PA3 PA1 PB6 PE4 PE3 PE0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 GND J2_18 VRH TXD1 AN06 AN04 AN02 AN00 PA6 PA4 PA2 PA0 PB5 PB7 PE2 PE1 GND J2_18 VRH TXD1 AN06 AN04 AN02 AN00 PA6 PA4 PA2 PA0 PB5 PB7 PE2 PE1 J2_2 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 GND J2_2 VRL RXD1 AN07 AN05 AN03 AN01 PA7 PA5 PA3 PA1 PB6 PE4 PE3 PE0
LM2940
编编编
VCC U6 1 2
LM4 VCC7.2V EM41 0.47UF V in +5V EM42 22UF
OUT4_5V VCC U7 1 2 5V
LM2940
Header 16X2A
Header 16X2A
KEY U1 1 2 IN_7.2V U2 VCC7.2V 1 2 OUT_7.2V 1 2 3 4 5 6 CON5 9 8 7 6 5 4 3 2 1 CON9 PB0 PB1 PB2 PB3 PB4 PB5 PB6 PB7 1 2 3 4 5 6 7 8 SW-DIP8 S1 16 15 14 13 12 11 10 9 VCC PE0 PE1 PE2 PE3 R9 R10 R11 R12 LED0 LED1 LED2 LED3
VCC
VCC R1 33K R2 33K R3 33K R4 33K 13 2 18 JPWM1 3 2 1 PP7 PP5 PP3 1 3 19 8 20 VCC7.2V POWER1 1 2 C_P7.2 EP1 470UF 16 5 4 UMC1 D2 FS D1 AGND IN1 IN2 DNC DNC
VCC7.2V R5 33K CC1 17 7 6 15 14 33nF R6 33K R7 33K R8 33K
VCC 16 5 4 UMC2 13 2 18 1 3 19 8 20 VCC7.2V EP2 470UF D2 FS D1 AGND IN1 IN2 DNC DNC
VCC7.2V R13 33K CC2 33nF 17 7 6 15 14 R14 33K R15 33K R16 33K
VCC UMC3 13 2 18 1 3 19 8 20 VCC7.2V EP3 470UF D2
FS D1 AGND IN1 IN2 DNC DNC 16 5 4
VCC7.2V
V+ V+ V+
V+ V+ V+
V+ V+ V+
CC3 17 7 6 15 14 33nF J_Moto2 1 2
CCP OUT1 OUT1 OUT2 OUT2
CCP OUT1 OUT1 OUT2 OUT2
CCP OUT1 OUT1 OUT2 OUT2
PGND PGND PGND PGND
PGND PGND PGND PGND
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图4.1 原理图
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MC33886
MC33886
MC33886
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智智智智智智 安安安安安安 邵邵邵邵 2010/06/27
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图4.2 PCB图 引脚功能介绍： PORTA：摄像头数据采集 PORTB：指拨开关 PP1：舵机控制 PT0：行中断 PT1：场中断 PT7：编码器 PP3：MC33886 的 IN2 PP5：MC33886 的 IN1 PP7：MC33886 的使能端 PE2-PE3：LED 状态指示
4.2 电源模块
为了保证各个部件的正常工作，电源的供给是十分重要的，需要对配发的标准车模 用蓄电池进行电压调节。单片机系统、摄像头、车速传感器电路等各个电路的工作采用 各自的稳压芯片供电。市场上常用的 5V 稳压芯片有 LM2940，LM7805，LM2575，LM2596。 其中 LM2940 和 LM7805 转换效率低（40%）输出波纹小,而且稳定，对于电源要求比较高 的元件适合。LM2575 和 LM2596 转换效率高（75%~80%）输出波纹大，可能会让单片机出 现重启。而 LM2940 比 LM7805 压差小，且更加稳定因此我们最终选择 LM2940 作为 5V 稳 压芯片。原理图如图 4.3 所示。而且，在电路设计中，考虑到由于电机驱动所引起的电
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源不稳定，在电源输入端，各芯片电源引脚都加入滤波电路。如图 4.4 所示电源模块的 组成。
LM4 VCC7.2V EM41 0.47UF V in +5V EM42 22UF
VCC
U6 1 2 OUT4_5V
LM2940
图4.3 稳压5V电源原理图
7.2V电池
LM2940
单片机
编码器
摄像头
舵机
图4.4 电源组成框图
4.3 速度传感器
为了使车能够快速稳定的运行，并且很好的实现加速和减速，速度的控制很重要。 所以我们就需要选择较好的速度传感器。速度采集有多种方案。 方
案一：采用霍尔传感器和磁钢。将霍尔传感器和磁钢分别安装在车架和车轴的适 当位置，小车行驶时，每转动一圈，霍尔传感器产生开关信号，通过在单位时间对其计 数可计算出车辆行驶的瞬时速度，累计开关信号可计算出小车行驶的距离。但是这种方 法要求在轴上嵌入磁钢，实现复杂，并且不可能放太多磁钢所以精度不高。 方案二：采用红外对管和编码盘。将一个带有孔的编码盘固定在转轴上，然后由红 外对管检测编码盘的孔对红外线的阻通。它的精度不高，而且制作较为困难，但是成本 较低。
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方案三：采用光电编码器。光电编码器是一种通过光电转换将输出轴上的机械几何 位移量转换成脉冲或数字量的传感器。这是目前应用最多的传感器，光电编码器是由光 栅盘和光电检测装置组成。光栅盘是在一定直径的圆板上等分地开通若干个长方形孔。 由于光电码盘与电动机同轴，电动机旋转时，光栅盘与电动机同速旋转，经发光二极管 等电子元件组成的检测装置检测输出若干脉冲信号，其原理示意图如图 4.5 所示；通过 计算每秒光电编码器输出脉冲的个数就能反映当前电动机的转速。这种测量方法方便简 单可靠，是高速车辆的很好选择。
图4.5 光电编码器原理示意图 最终我们选择了 100 P/R 的光电编码器。如图 4.6 所示。通过脉冲计数的方法来实 现电机速度的检测：在电机的输出轴上装光电编码器，这样当电机转动时，光电编码器 跟随电机同步转动，当一个黑色脉冲被摄像头检测到时，速度传感器的输出就变为高电 平，产生脉冲，送给单片机的 ECT 模块，ECT 模块捕捉脉冲信号并对其进行计数，同样 的，当白色被检测到时，也产生一脉冲，送以单片机计数，在一特定时间内（0.5ms） 读出脉冲总数，将该总数除以编码器转动一圈移过的脉冲数目，便可以计算出电机的转 动圈数，即电机的速度。假设 N 为一个采样周期 0.5ms 内 ECT 模块记录的脉冲个数，V1 为电机的转速，V2 为光电编码器转速，此光电编码器上有 26 个齿，电机的齿为 14。则： V2=N/(0.5*100) V1=26*V2/14 (4.2) (r/ms) (r/ms ) (4.1)
图 4.6 编码器实物图
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4.4 电机驱动模块
H 桥电路是最常用的电机驱动电路，而对于小功率电机来说，H 桥有两种形式。用 分立元件制作的 H 桥和单片集成 H 桥。用分立元件制作 H 桥驱动电路，设计的灵活性 比较大。但是，H 桥的具体电路相对比较复杂，设计上需要考虑控制信号之间严格的相 位关系，并且，MOS 开关器件在运行中会对控制电路产生较大的干扰，如果缺乏降噪处 理， 要设计出性能好的 H 桥是比较困难的。 于是
我们选择用集成 H 桥芯片做驱动电路： 集成的单片 H 桥芯片品种也很多，驱动能力也有差别。比较常见的单片 H 桥芯片有 MC33886/33887、LMD18200 等等。作为全桥时，LMD18200 的最大允许电流为 3A，而 MC33886/33887 的最大允许电流为 5A， 使用多片 MC33886/33887 并联， 还可将驱动能力 加倍。因此，我们使用了 3 片 MC33886 并联方式驱动电机。驱动电路如图 4.7 所示。 图 4.7 电机驱动电路
VCC R1 33K R2 33K R3 33K R4 33K 13 2 18 JPWM1 3 2 1 PP7 PP5 PP3 1 3 19 8 20 VCC7.2V POWER1 1 2 C_P7.2 EP1 470UF 16 5 4 UMC1 D2 FS D1 AGND IN1 IN2 DNC DNC VCC7.2V R5 33K CC1 17 7 6 15 14 33nF R6 33K R7 33K R8 33K 13 2 18 1 3 19 8 20 VCC7.2V EP2 470UF VCC 16 5 4 UMC2 D2 FS D1 AGND IN1 IN2 DNC DNC VCC7.2V R13 33K CC2 33nF 17 7 6 15 14 R14 33K R15 33K R16 33K 13 2 18 1 3 19 8 20 VCC7.2V EP3 470UF VCC UMC3 D2 FS D1 AGND IN1 IN2 DNC DNC 16 5 4 VCC7.2V
V+ V+ V+
V+ V+ V+
V+ V+ V+
CC3 17 7 6 15 14 33nF J_Moto2 1 2
CCP OUT1 OUT1 OUT2 OUT2
CCP OUT1 OUT1 OUT2 OUT2
CCP OUT1 OUT1 OUT2 OUT2
PGND PGND PGND PGND
PGND PGND PGND PGND
9 10 11 12
9 10 11 12
4.5 摄像头
在选择 CCD 还是 CMOS 摄像头的问题上，我们作了一些比较。 模拟的优势比较明显：便宜，程序有现成的。缺点：消耗 MCU 资源，功耗大，取点 个数少，需要做 12V 的供电模块（最近有队伍说把摄像头上的 5V 稳压芯片取下来飞飞 线就可以直接用 5V 供电） ，外围处理电路多，还要 LM1881。数字的优点就是避免了模拟 的缺点。行场同步中断信号有现成的，而且消隐区也十分有规律。可以用示波器对比一 下模拟的和数字的，数字的信号非常稳定。这对于图像采集来说是十分有利的。 目前使用 CCD 型摄像头的比较多。因为其分辨率都比较高，图像质量较好。但是工 作电压一般是 9-12V ，且价格昂贵。COMS 有分辨率低的，而且 CMOS 的也比较省电，工 作电压有的 5V 就可以，考虑到系统实际总电压是 7.2V，我们就选择了一款带有数字和 模拟同时输出的 CMOS 单板摄像头，其图像采集芯片用得是数字摄像头 OV6620，而没有 选择模拟摄像头。其有效像素和分辨率是 356*292。引脚分布如图 4.8 所示。
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9 10 11 12
MC33886
MC33886
MC33886
PGND PGND PGND PGND
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图4.8 OV6620 引脚分布图 引脚功能说明： PIN1-PIN8 PIN11 PIN12 PIN13 PIN14 PIN16 PIN18 PIN 20 PIN 22 PIN 21 PIN32 灰度信号输出接口 Y0-Y7 SCCB 数据接口 奇偶场同步信号 SCCB 数据时钟 行中断信号 场中断信号 像素同步信号 工作电压 工作电压 工作电压 5V 5V 0V SDA FODD SCL HREF VSYN PCLK(也叫 TCLK)
模拟信号输出接口 VTO
串口模块 4.6 串口模块
我们购买的 MC9S12XS128 最小系统开发板上带有串行口。原理图如图 4.9 所示。
图4.9 串口原理图
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第五章 软件
系统设计与实现
5.1 软件设计
智能车开发环境采用了飞思卡尔 HCS12 系列单片机开发软件 CodeWarrior。该软件 具有支持多种语言、开发环境界面统一、交叉平台开发以及支持插件工具等特点。本设 计我们采用 C 语言进行编程。 高效稳定的软件程序是智能车平稳快速寻线的基础。本智能车采用 CMOS 摄像头作 为寻线传感器，图像采集处理就成了整个软件的核心部分。在智能车的转向和速度控制 方面，我们使用了经典 PID 控制算法，使在寻线中的智能车达到了稳定快速的效果。
5.1 5.1.1 时钟模块
时钟基本脉冲是 CPU 工作的基础。MC9S12XS128 微控制器的系统时钟信号，由时钟 振荡电路或专用时序脉冲信号提供。MCU 内部的所有时钟信号都来源 EXTAL 引脚，也为 MCU 与其他外接芯片之间的通信提供了可靠的同步时钟信号。 的总线时钟是整个 MCU S12 系统的定时基准和工作同步脉冲，其频率固定为晶体频率的 1/2。对于 S12，可以利用 寄存器 SYNR、 REFDV 来改变晶振频率 fOSCCLK， 可以选用 8MHz 或 16MHz 外部晶体振荡器 作外部时钟。将 SYNR 设为 7，REFDV 设为 1，可以得到 64MHz 的总线频率。 锁相环产生的时钟频率 fPLLCLK=2*fOSCCLK*(SYNR+1)/(REFDV+1)，设计中我们将 SY NR 设为 7，REFDV 设为 1，POSTDIV 设为 0。因此，fPLLCLK=128MHz，fBUS=64MHz。 系统时钟的设置过程如下所示： //********************************************************************* //函数名: Bus_clock //输入:无 //输出:无 //描述:主频设置 //********************************************************************* void Bus_clock(void) { CLKSEL=0x00; //时钟选择寄存器，选定外部时钟。 //锁相环控制寄存器，锁相环电路使能。 PLLCTL_PLLON=1;
SYNR=0xC0|0x07; //时钟合成寄存器， REFDV=0xC0|0x01; //时钟分频 PLLCLK=2*OSCCLK*(SYNR+1)/(REFDV+1)=128MHz POSTDIV=0x00;
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_asm(nop); _asm(nop); while(CRGFLG_LOCK==0);//时钟和复位模块标志寄存器，CRGFLG_LOCK==1 则锁 相环//频率已锁定。 CLKSEL_PLLSEL =1; } //时钟选择寄存器，选定锁相环时钟。
5.1 5.1.2 ECT 模块
S12 得 ECT 具有 8 个输入 IC/OC 通道， 可以通过设置 TIOS 寄存器选择输入捕捉或输 出比较功能。ECT 既可以作为一个时基定时产生中断，也可以用来产生控制信号。我们 使了 ECT 的通道 1 捕捉场中断，通道 0 捕捉行中断。ECT 的初始化设置过程如下所示： //********************************************************************* //函数名: Ect_Init //输入:无 //输出:无 //描述:定时器的初始化 //********************************************************************* void Ect_Init(void) { TIOS=0x00; //IC/OC 功能选择寄存器，相应的通道工作为输入捕捉。 TCTL4=0x09; //定时控制寄存器，通道 0 上升沿触发,通道 1 下降
沿触发 TSCR1=0x80; //定时器模块控制寄存器 1，定时器使能。 TIE_C1I=1; //定时器中断使能寄存器，输入捕捉中断使能，场中断使能 TIE_C0I=1; //定时器中断使能寄存器，输入捕捉中断使能，行中断使能 }
5.1 5.1.3 PWM 输出模块
MC9S12XS128 集成了 8 路 8 位独立 PWM 通道，通过相应设置可变成 4 个 16 位 PWM 通道，每个通道都有专用的计数器，PWM 输出极性和对齐方式可选择，8 个通道分成两 组，共有 4 个时钟源控制。PWM0、PWM1、PWM4、PWM5 为一组，使用时钟源 Clock A 和 Clock SA；PWM2、PWM3、PWM6、PWM7 构成另一组，使用时钟源 Clock B 和 Clock SB。 Clock A 和 Clock B 均是由总线时钟经过分频后得到，分频范围 1~128，通过寄存器
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PWMPRCLK 来设置，Clock SA 和 Clock SB 是分别通过 Clock A 和 Clock B 进一步分频后 得到的，分频范围为 1~512，分别通过寄存器 PWMSCLA 和 PWMSCLB 来设置，计算公式为： Clock SA=Clock A/（2*PWMSCLA） Clock SB=Clock B/（2*PWMSCLB） (5.1) (5.2)
通过寄存器 PWME 来控制 PWM0~PWM7 的启动或关闭。 为了满足精度要求， 我们将 PWM0 和 PWM1，PWM2 和 PWM3 分别级联，构成 2 个 16 位的 PWM 通道。级联后，各个通道的常 数寄存器和计数器均连接成 16 位的寄存器，2 个 16 位通道的输出分别使用通道 3、1 的输出引脚， 时钟源分别由通道 3、 的时钟选择控制位决定。 1 PWM1 用于控制舵机， PWM2 用于控制电机。PWM 的初始化过程如下： //********************************************************************* //函数名: Rudder_Init //输入:无 //输出:无 //描述:舵机初始化 //********************************************************************* void Rudder_Init(void) { PWME_PWME0=0; //关闭通道 0 的 PWM 输出 PWME_PWME1=0; //关闭通道 1 的 PWM 输出 PWMCLK_PCLK1=0; //通道 1 选择时钟源控制位，PTP1 选择 CLOCK A PWMPRCLK=0x56; //PWM 预分频时钟选择寄存器 CLOCK A 总线频率的 64 分频 //Clock A 作为通道 0、1、4 和 5 的时钟源 //通道 1 用 clock A 时钟源，64MHZ/64=1MHZ PWMCAE=0x00; //波形对齐寄存器，对齐方式默认左对齐。 PWMPOL_PPOL1=1; //PWM 极性寄存器，先高电平， PWMCTL_CON01=1; //PWM 控制寄存器，通道 01 级联使用 PWMCNT01=0; //PWM 通道计数寄存器 PWMDTY01=PWM_MID; //PWM 通道占空比寄存器 PWMPER01=20000; //PWM 通道周期寄存器，设置 PWM2 通道频率 //1000KHZ/40000=25HZ，T=（1/1M）*40000=20MS PWME_PWME1=1; //PWM1 通道允许输出。 } //********************************************************************* //函数名: Forward_Init
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//输入:无 //输出:无 //描述:电机驱动初始化 //********************************************************************* void Forward_Init(void) { MC33886_EN=0; //MC33886 禁用 PWME_PWME3=0; //禁用 PWM3 PWME_PWME5=0;//禁用
PWM5 PWMCLK_PCLK3=0; //PWM 时钟选择寄存器，PWM3 的 CLOCK B 作为时钟源。 PWMCLK_PCLK5=0; //PWM 时钟选择寄存器，PWM5 的 CLOCK A 作为时钟源。 PWMPRCLK=0x56; //PWM 预分频时钟选择寄存器 CLOCK B 总线频率的 32 分频 ， //Clock B 作为通道 2、3、6 和 7 的时钟源 //通道 23 用 clock B 时钟源，64MHZ/32=2MHZ。 PWMCAE=0x00; //波形对齐寄存器，对齐方式默认左对齐 PWMPOL_PPOL3=0;//PWM 极性寄存器，先低电平，对齐方式默认左对齐。 PWMCTL_CON23=1; //PWM 控制寄存器，通道 23 级联。 PWMCNT23=0; //PWM 通道计数寄存器， PWMDTY23=1000; //PWM 占空比寄存器， PWMPER23=1999; //PWM 通道周期寄存器 f=2000K/2000=1Khz。T=（1/2M） *2000=1MS MC33886_EN=1; //MC33886 使能 MC33886_IN2=1; //PWM5 输出 0，MC33886 IN1 前进方向。 ???? PWME_PWME3=1; //PWM3 通道允许输出。 }
5.2 5.2 图像采集
图像采集的关键是时序的把握。此外，中断的优先级一定要保证，要不然无法采集 到完整的图像。摄像头每扫描完一行，就输出一低于视频信号电压的电平，相当于每行 图像对应的电压信号之后会有一电压“凹槽” ，此凹槽被称为行同步脉冲。扫描完该场 的视频信号，接着会出现一段消隐区，此区中有若干个复合脉冲（简称消隐脉冲） ，在 这些脉冲中，有一个脉冲，它远宽于其它的消隐脉冲，该消隐脉冲被称为场同步脉冲。 场同步脉冲标志着新的一场的到来，不过，场消隐区恰好跨在上一场的结尾部分和下一 场的开始部分，得等场消隐区过去，下一场的视频信号才能真正到来。摄像头每秒扫描
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25 幅图像，每幅又分奇、偶两场，先奇场后偶场，故每秒扫描 50 场图像。奇场时只扫 描图像中的奇数行，偶场时则只扫描偶数行。我们使了 ECT 的通道 1 捕捉场中断，通道 0 捕捉行中断，详见 5.1.2 节。
图 5.1 摄像头采集序图
如 5.1 摄像头信号采集时序图所示： （1）在采集时忽略 TCLK，首先是因为它太快了，捕捉不到，另外也没有必要捕捉 到它。采集图像时尽快地一个点一个点的取就行了，和模拟摄像头一样。 （2）VYNSC 是判断是否一幅图像开始，周期是 20mS， 其中高电平持续时间很短， 忽略； HREF 是判断是否一行图像的开始，周期是 63us 左右，其中高电平持续时间为 40us，低电平持续时间 23us ，那么可以算一下一场有多少行：20ms/63us=317，当然实 际上没有这么多，消隐和无效信号去掉之后只有 292 行。 （3）必须明确：场中断要通过下降沿捕捉，行中断要通过上升沿捕捉。若用 IRQ 捕捉行中断必须加反相器。 （4）有效的灰度数据是在行中断之后的上升沿内，所以不要在行中断后的 23us 后 采集，那是废数据。计算一下一行 OV6620 有多少个
点： 40us/110ns=363，消隐和无效 信号去掉之后只有 356 个点。
5.3 5.3 图像处理
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摄像头采集到赛道图像后， 必须对图像数据进行正确的处理， 才能提取出赛道位置， 保证后续工作的顺利进行。
5.3 5.3.1 二值化算法
图像的二值化处理就是将图像上的点的灰度置为 0 或 255，也就是将整个图像呈现 出明显的黑白效果。即将 256 个亮度等级的灰度图像通过适当得阀值选取而获得仍然可 以反映图像整体和局部特征的二值化图像。首先要把灰度图像二值化，这样子有利于图 像进一步处理，图像的集合性质只与像素值为 0 或 255 的点的位置有关，不再涉及像素 的多级值，使处理变得简单，而且数据的处理和压缩量小。为了得到理想的二值图像， 一般采用封闭、连通的边界定义不交叠的区域。所有灰度大于或等于阀值的像素被判定 为属于特定物体，其灰度值为 0 表示，否则这些像素点被排除在物体区域以外，灰度值 为 1，表示背景或者例外的物体区域。因为赛道只有黑白两种颜色，其很容易分辨，采 用二值化算法可以得到很好的效果，为了得到可靠的阀值，我们进行了大量的试验，最 后得出了这个阀值为 70，当小于这个阀值时，我们认定是检测到黑线，当大于这个阀值 时，我们认为是检测到白线。图 5.2 为二值化后在串口上显示出来的赛道图像。
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图 5.2 十字路口图像 二值化程序如下： for(i=0;i
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5.3 5.3.2 黑线提取
黑线的提取，我们利用跟踪边缘的提取方法。经实验测试这种方法能够很好的提取 出黑线。下面是具体的黑线提取流程。如图 5.3 所示。
开始
二值化
提取最近4行黑线
NO
找到了黑线？ YES 提取前面36行 黑线位置
特殊处理
计算曲率
断判赛道类型
返回
图 5.3 黑线提取流程图
5.4 5.4 控制算法
PID 控制以其结构简单、稳定性好、工作可靠、调整方便而成为工业控制的主要技 术之一。关于 PID 控制原理，网上有很多的资料，在此不再赘述。我们的舵机和电机控 制使用的都是 PID 控制技术，只是根据不同的赛道 PID 的参数不同。PID 的各环节有其 不同的作用，叙述如下： （１）比例调节 调节作用快，系统一出现偏差，调节器立即将偏差放大 1/P 倍输出。系统存在余差 比例带越大，过渡过程越平稳，但余差越大，比例带越小，过渡过程易振荡，比例带太
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小时，就可能出现发散振荡。比
例控制是一种最简单的控制方式。其控制器的输出与输 入误差信号成比例关系。当仅有比例控制时系统输出存在稳态（Steady-state error） 。 （２）积分调节 积分调节作用的输出变化与输入偏差的积分成正比，积分调节作用的输出不仅取决 与偏差信号的大小，还取决于偏差存在的时间，只要有偏差存在,尽管偏差可能很小， 但它存在的时间越长，输出信号就越大，只有消除偏差，输出才停止变化。在积分控制 中，控制器的输出与输入误差信号的积分成正比关系。对一个自动控制系统，如果在进 入稳态后存在稳态误差，则称这个控制系统是有稳态误的或简称有差系统（Systemwith Steady-state Error） 。为了消除稳态误差，在控制器中必须引入“积分项” 。积分项对 误差取决于时间的积分，随着时间的增加，积分项会增大。这样，即便误差很小，积分 项也会随着时间的增加而加大，它推动控制器的输出增大使稳态误差进一步减小，直到 等于零。因此，比例+积分(PI)控制器，可以使系统在进入稳态后无稳态误差。 （３）微分调节 微分调节的输出是与被调量的变化率成正比。在比例微分调节作用下，有时尽管偏 差很小，但其变化速度很快，则微分调节器就有一个较大的输出。在微分控制中，控制 器的输出与输入误差信号的微分（即误差的变化率）成正比关系。自动控制系统在克服 误差的调节过程中可能会出现振荡甚至失稳。 其原因是由于存在有较大惯性组件 （环节） 或有滞后(delay)组件，具有抑制误差的作用，其变化总是落后于误差的变化。解决的 办法是使抑制误差的作用的变化“超前” ，即在误差接近零时，抑制误差的作用就应该 是零。这就是说，在控制器中仅引入“比例”项往往是不够的，比例项的作用仅是放大 误差的幅值，而目前需要增加的是“微分项” ，它能预测误差变化的趋势，这样，具有 比例+微分的控制器，就能够提前使抑制误差的控制作用等于零，甚至为负值，从而避 免了被控量的严重超调。所以对有较大惯性或滞后的被控对象，比例+微分(PD)控制器 能改善系统在调节过程中的动态特性。
5.5 路径识别 5.5 路径识别
比赛中的赛道，可以分为直道、弯道两大类。直道包括单纯的直道、起始线、十字 交叉线。对于弯道，我们则将其分为单向弯（左弯，右弯） 、可直冲 S 弯（小 S） ，不可 直冲 S 弯（大 S） 。要想让赛车在不同类型的赛道上都能有最好的走线和速度，就要对这 几种路况进行区分，并且依照不同的路况选择相应的控制参数。 实际中，我们是采用计算赛道曲率的方法。这种方法可以很好的认别出不类型的赛
道。赛道的曲率计算出后，通过曲率重新设置舵机的 PD 参数及其 PWM 占空比。
起始线的识别 5.5.1 起始线的识别
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起始线的认别，难点在于随着比赛水平的不断提高，车速越来越快，并且起始线一 般在较长的直道上，赛车驶过时的速度一般都比较高甚至非常高，这就进一步增加了起 始线提取的难度。 同时， 赛车通过起始线时的角度余量也是一个需要考虑和解决的问题。 所谓的角度余量就是要考虑赛车在以一定角度通过起始线而不是垂直通过起始线时，也 应能稳定检测到起始线，而不是出现误检或漏检。这种情况包括车刚从弯道进入直道斜 对起始线或者在直道上因未知情况并不是正对起始线的情况。
5.6 5.6 电机控制
电机的控制，我们采用的是 PID 技术。在程序中，PID 的各个参数，会根据识别出 的不同赛道自动调整。如下是直道的 PID 控制函数： //********************************************************************* //函数名:su_du_Straight //输入:aaa->直道的设定速度 //输出:无 //描述:直线速度控制部分 //********************************************************************* void su_du_Straight(int aaa) { pa_count=number_count;//测速 speed_set=aaa;//读取设定速度 speed_e=speed_set-pa_count;//计算速度的偏差 if(pa_count-speed_set>5)//实际速度大于设定速度,应该减速 { PWME_PWME3=0;//禁止PWM3 speed=lastspeed+2*Kp*speed_e+2*Kd*(speed_e-lastspeed_e); } else if(speed_set-pa_count>1)//实际速度小于设定速度,应该加速 { PWME_PWME3=1;//使能PWM3 speed=lastspeed+2*Kp*speed_e+5*Kd*(speed_e-lastspeed_e); if(speed>speed_max)//速度大于最大的速度 { speed=speed_max;//使用最大的速度 } } else { speed=lastspeed;//调用上一次的速度 } lastspeed_e=speed_e;//保留当前速度的偏差 lastspeed=speed;//保存当前的速度
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PWMDTY23=speed;//调整电机的PWM占空比 }
5.7 5.7 舵机控制
舵机控制我们尝试了多种方法，最终确定用 PID 控制技术中的 PD 控制。首先确定 出舵机的中心位置和舵机的左右极限位置， 然后根据采集到的图像， 计算出赛道的曲率， 进而通过曲率设定不同的 PD 参数和 PWM 占空比。下面是我们的舵机控制程序： //********************************************************************* //函数名:Rudder_PID //输入:无 //输出:无 //描述:运用 P 算法实现的舵机控制 //********************************************************************* void { if(flag_straight)//如果是直道 { steer=PWM_MID;//+kp1*(average-Abso_Center)+kd1*(black_x[head]+Head_CompensateAbso_Center); } if(flag_curv)//如果是小弯道 { steer=PWM_MID+kp2*(average-Abso_Center);//+kd2*(black_x[head]+Head_CompensateAbso_Center); } if(flag_bigcurv)//如果是大弯道 { if(Abso_Center>average)////绝对中心的位置大于
平均中心的位置,左转 abso_center_bigcurv=Abso_Center_L; else//绝对中心的位置小于平均中心的位置,右转 abso_center_bigcurv=Abso_Center_R; steer=PWM_MID+kp3*(average-Abso_Center);//+kd3*(black_x[head]+Head_Compensate-a bso_center_bigcurv); } if(flag_fail)//寻找黑线失败
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Rudder_PID(void)
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{ steer=laststeer;//调用上一次的占空比控制 } if(steer>PWM_RIGHT)//右边的极限位置 { steer=PWM_RIGHT; } if(steer
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第六章 开发工具及调试
6.1 开发工具
本次比赛使用的是飞思卡尔公司提供的 16 位单片机 MC9S12XS128B,软件开发工具 采用 Metrowerks 公司开发的软件集成开发环境 Codewarrior for HCS12，其包括集成 环境 IDE、处理器专家库、全芯片仿真、可视化参数显示工具、项目工程管理器、C 交 叉编译器、汇编器、链接器以及调试器，可以完成从源代码编辑、编译到调试的全部工 作。开发语言采用 HCS12 C 语言，语法与标准 C 语言基本相同，支持多种数据类型，中 断服务程序用中断函数形式来实现，并提供了内嵌汇编的功能。另外，CodeWarrior 编 译器提供了几种从 C 源代码产生实际汇编代码的优化方法， 这些代码被编程到微控制器 中。 CodeWarrior 提供了大量的优化方法， 选择不同的优化选项， 生成的代码是不同的。 可以根据自己的不同需要选择不同的优化功能。软件界面如图 6.1 所示。 图 6.1 软件开发界面
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6.2 调试过程 6.2.1 串行通信
我们使用了串行通信的方式，实时显示图像信息。串口调试软件使用的是从网上下 载的串口调试助手。软件界面如图 6.2 所示。通过不断的反复采集和显示图像信息，最 终将摄像头调到了一个最佳位置。
图6.2 串口调试助手
6.2.2 图像显示
串口采集到了图像信息后，我们使用了自己设计的软件显示出赛道的图形。使用该 软件大大提高的我们的调试速度，为以后的工作赢得了时间。图 6.3 是我们的图像显示 软件界面。
图 6.3 图形显示软件
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6.3 车模的技术参数表格
模型车技术参数统计
项目 参数 路径检测方法（赛题组） 路径检测方法（赛题组） 摄像头组 车模几何尺寸（ （毫 车模几何尺寸（长、宽、高） 毫 340*245*290 （
米） 车模轴距/轮距（毫米） 车模轴距/轮距（毫米） 车模平均电流（匀速行驶） 毫安) 车模平均电流（匀速行驶）(毫安) 电路电容总量 微法） 容总量（ 电路电容总量（微法） 传感器种类及个数 新增加伺服电机个数 赛道信息检测空间精度（毫米） 赛道信息检测空间精度（毫米） 赛
道信息检测频率（ 赛道信息检测频率（次/秒） 主要集成电路种类/ 主要集成电路种类/数量 车模重量（带有电池） 千克） （千克 车模重量（带有电池） 千克） （
150/180 900 560 个摄像头、 1 个摄像头、1 个光电编 码器 1 个光电管 无 500 50Hz MCU、 MCU、OV6620 1.5Kg
结论
经过半年的艰苦努力，我们完成了一个比较完善的智能车系统的制作。在整个过程 中，全部的线路板的搭建布局都是亲力亲为，无论是摄像头的安装位置，还是硬件电路 的设计，都是经过反复试验，反复修整得出的。对于在摄像头采集信号，花费了最多的 时间和精力， 查阅了很多摄像头方面的期刊杂志， 不断试验， 最后终于获得有用的参数。 在这段紧张的时间内，使自己在电子知识方面和动手能力方面都有了很大的提高。 此次智能小车，前阶段经历了很多失败，也有过一筹莫展的时候，但到现在目前的 状况，小车大 S 切弯做的还是不好，车也不是很稳定，所以要想车跑的更快，更稳，还 需做更多的努力。这次控制算法上我们用了 PID 控制，PID 控制算法能够使小车加速减 速快，容易实现“进弯减速，出弯加速” 该控制算法具有很强的灵活性，可以根据实 ， 验和经验在线调整参数，可以有更好的控制性能。具有控制精度高、超调小的优点，使 静态、动态性能指标较为理想，同时又达到了准确、快速测定的目的。
致谢
感谢王冠凌老师和俞晓峰老师的指导和帮助，感谢同组成员的团结和支持。再一次 的说声谢谢！
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参考文献
1、百度百科 2、王威 等编著.HCS12微控制器原理及应用.北京:北京航空航天大学出版社,2007.10 3、王宜怀 等编著.嵌入式系统—使用HCS12微控制器的设计与应用.北京: 北京航空航 天大学出版社,2008.3 4、吴华 张阳 滕勤编著.基于HCS12的嵌入式系统设计.北京:电子工业出版社,2010.1 5、OV6620的使用说明 ， https://www.wendangku.net/doc/e212563290.html,/ 6、贾秀江，李颢编著.摄像头黑线识别算法和赛车行驶控制策略. 上海交通大学机械设 计及自动化研究所 7、Codewarrior使用指南. 8、卓晴 黄开胜 邵贝贝 等.学做智能车—挑战“飞思卡尔”怀.北京:北京航空航天大 学出版社2007.3 9、全国大学生智能汽车竞赛秘书处.第五届飞思卡尔杯智能车竞赛细则
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附录A 附录A 最小系统开发板原理图
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附录B 附录B 源程序
#include
ine MC33886_IN2 PTP_PTP5//MC33886的控制端2 #define RST_CAMERA PORTE_PE2//摄相头的复位端 #define #define #define #define #define #define #define #define #define #define #define #define #define ROW_MAX LINE_MAX Normal_black_x Valve Head_Compensate PWM_MID PWM_RIGHT PWM_LEFT Kp Kd 26//速度 PID 10 16//车的中心位置 22//车的中心 L 位置 14//车的中心 R 位置 40//采集到的行数 40*4=160,即行数 38//每行采集的点数38*4=152个,即列数 3//上、下行黑点的距离，用于判断点是否正常 70//根据现场环境调试，区别黒白值 2//没有用到???? 1320//直道 2220//最大的右转弯,右转的极限位置 320//最大的左转弯,左转的极限位置
Abso_Center Abso_Center_L Abso_Center_R
/****************************变量定义**************************/ unsigned char unsigned char unsigned char unsigned char unsigned char unsigned char char unsigned char Image[ROW_MAX][LINE_MAX];//存放图像数据的数组 row1;//图像数组行变量 rowjd;//行中断的计数变量 counter2;//场中断的计数变量 temp=0;//没有用到???? i,j;//用于二值化的循环变量 head=0;//标记行头的位置 black_x[ROW_MAX];//用于存放每行黑点的位置
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unsigned char unsigned char unsigned int unsigned int unsigned int unsigned char unsigned char unsigned char unsigned int unsigned char unsigned char int int int int int int int int int int int
row=0;//行变量 line=0;//列变量 flag_start;//没有用到???? flag_stop;//停车距离 flag_heap;//没有用到???? flag_black_x_normal;//黑点正常标志 average;//黑线的平均中心 relative_position;//平均中心与设置中心的相对位移变量 sum;//求平均中心,求和变量 pianyi_liang=5;//绝对偏移量允许范围 abso_center_bigcurv;//车的 BigCurv(大弯)中心位置
speed_max=1400;//电机的最大速度占空比 speed=0;//电机最新的速度占空比变量 lastspeed=0;//电机上一次的速度占空比变量 steer=0;//驼机最新的占空比变量 laststeer=0;//驼机上一次的占空比变量 speed_set=0;//设置的速度 speed_e=0;//当前的速度偏差 lastspeed_e=0;//上一次的速度偏差 pa_count=0;//寄存测的电机脉冲数 number_count=0;
speed_set_fail=0,speed_set_straight=0,speed_set_curv=0,speed_set_bigcurv=0; unsigned char unsigned char unsigned char kp1=0,kp2=0,kp3=0; kd1=0,kd2=0,kd3=0; flag_fail=0,flag_bigcurv=0,flag_straight=0,flag_curv=0;
//********************************************************************* //函数名: Variable_Init //输入:无 //输出:无 //描述:变量及数组初始化 //*********************************************************************
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void Variable_Init(void) { unsigned char i,j; counter2=0; for(i=0;i
******************************************* void Bus_clock(void) 9,1 { CLKSEL=0x00; PLLCTL_PLLON=1; SYNR=0xC0|0x07; REFDV=0xC0|0x01; POSTDIV=0x00; _asm(nop); _asm(nop); while(CRGFLG_LOCK==0);//时钟和复位模块标志寄存器， CRGFLG_LOCK==1 则锁相环频 率已锁定。 CLKSEL_PLLSEL =1; } //********************************************************************* //函数名: Ect_Init //输入:无 //输出:无
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//05,01 48MHz //0a,01 88MHz
06,01 56MHz 0b,01 96MHz
07,01 64MHz
08,01 72MHz
80MKz //时钟选择寄存器，选定外部时钟。 //锁相环控制寄存器，锁相环电路使能。 //时钟合成寄存器， //时钟分频寄存器
PLLCLK=2*OSCCLK*(SYNR+1)/(REFDV+1)=128MHz
//时钟选择寄存器，选定锁相环时钟。
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//描述:定时器的初始化 //********************************************************************* void Ect_Init(void) { TIOS=0x00; TCTL4=0x09; TSCR1=0x80; TIE_C1I=1; TIE_C0I=1; } //********************************************************************* //函数名: Sci_Init //输入:无 //输出:无 //描述:串口初始化 //********************************************************************* void Sci_Init(void) { SCI0CR1 =0x00; //SCI 控制寄存器 1，普通操作模式使能，在等待模式下使能，禁止 奇偶校验。 SCI0CR2 =0x2c; //SCI 控制寄存器 2 TDRE 中断请求禁止，TC 中断请求禁止，RDRF 或 OR 请求使能 //IDLE 中断请求禁止，发送器使能，接收器使能，普通操作，没有 中止符 //enable Receive Full Interrupt,RX enable,Tx enable SCI0BD =0x1A0; //波特率寄存器， //SCI0BDL=busclk/(16*SCI0BDL) //busclk 8MHz, 9600bps,SCI0BD=0x34 //busclk 16MHz, 9600bps,SCI0BD=0x68 //busclk 24MHz, 9600bps,SCI0BD=0x9C //busclk 32MHz, 9600bps,SCI0BD=0xD0 //busclk 40MHz, 9600bps,SCI0BD=0x106 //busclk 48MHz, 9600bps,SCI0BD=0x138
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//IC/OC 功能选择寄存器，相应的通道工作为输入捕捉。 //定时控制寄存器，通道 0 上升沿触发,通道 1 下降沿触发 //定时器模块控制寄存器 1，定时器使能。 //定时器中断使能寄存器，输入捕捉中断使能，场中断使能 //定时器中断使能寄存器，输入捕捉中断使能，行中断使能
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//busclk 56MHz, 9600bps,SCI0BD=0x16D //busclk 64MHz, 9600bps,SCI0BD=0x1A0 //busclk 72MHz, 9600bps,SCI0BD=0x1D5 //busclk 80MHz, 9600bps,SCI0BD=0x208 //busclk 88MHz, 9600bps,SCI0BD=0x23c } //********************************************************************* //函数名: Ioport_Init //输入:无 //输出:无 //描述:I/O 初始化 //********************************************************************* void Ioport_Init(void) { DDRA=0x00;//PA数据方向寄存器，A口引脚为输入引脚 DDRE=0xff;//E 口作为输出引脚 PORTE=0xff;//E 口输出高电平 DDRB=0x00;//B 口作为输入引脚 } //********************************************************************* //函数名: Sci_Tx //输入:无 //输出:无 //描述:发射端程
摄像头云台设计报告
控制专题训练阶段性报告摄像头云台设计 学生姓名： 2017年5月24日
摘要 随着社会的发展，视频监控行业在IT行业中逐渐占据一角，同样作为视频监控中摄像机的一部分——云台，也扮演着重要的角色。云台是一种主要由两个高精度电机组成的用于承载镜头的支架，其中一个电机负责控制云台水平转动，另一个电机用于控制云台的垂直方向转动，从而使摄像机镜头能够在水平范围内，垂直180°范围内实现两个自由度的转动。 本文要设计的是立式摄像头云台，机械结构的设计使摄像头云台能够放置在平面上，可以实现水平方向和垂直方向各180°的自由度转动，体积较小便于存放，使用两个舵机分别控制云台的水平转动和垂直转动，在上部的云台上固定用于反馈角度信息的mpu9250九轴陀螺仪和摄像头。由于使用的是模拟舵机，精度较低，为达到设计精度要求由单片机根据mpu9250反馈得到的角度数据对舵机的角度进行计算，使用PID算法得到修正值进行修正。 最终设计的摄像头云台的角度精度（以mpu9250反馈的当前角度为标准当前角度）可达到0.2°（大部分时间可达到0.1°以内），即当云台完成角度修正并稳定后，角度与设定的偏转角度相差总小于0.2°。云台从开始修正到角度偏差小于0.2°的时间不超过为2秒（最长响应时间）。操作和数据的显示均在触摸屏上完成，可直接在触摸屏上设置摆动的角度，同时可以看到当前的角度与设置的目标角度，以及看到回传的摄像头拍摄到的图像。 本设计虽然采用了模拟舵机这种本身精度不高的电机，却由PID算法对系统的精度做出了很大程度的弥补，稳定角度误差低于0.2°的精度已经基本满足云台的设计目标并能适应许多特殊情况的要求。 关键词：mpu9250陀螺仪；stm32f103vet6；ov7670摄像头；模拟舵机；显示屏模块。
2018年视频监控行业分析报告
2018年视频监控行业 分析报告 2018年9月
目录 一、行业主管部门、主要法律法规和政策 (5) 1、行业主管部门和管理体制 (5) 2、行业主要法律法规及产业政策 (6) （1）法律法规 (6) （2）产业政策 (6) 二、行业发展概况 (8) 1、安防行业发展现状 (8) 2、视频监控行业发展现状 (10) 3、视频监控行业发展趋势和前景 (11) （1）视频监控行业存在较大发展空间 (11) （2）视频监控向高清化、网络化、智能化个性化发展 (12) 三、行业竞争格局 (13) 1、市场处于快速成长阶段，海康威视、大华股份绝对领先 (14) 2、各厂商背景不同导致竞争优势各异 (14) 3、主要企业情况 (15) （1）海康威视 (15) （2）大华股份 (16) （3）东方网力 (16) （4）苏州科达 (17) 四、行业市场供求趋势与利润情况 (17) 1、市场需求趋势 (17) 2、市场供应趋势 (18) 3、行业利润情况 (18)
1、有利因素 (19) （1）政策支持 (19) （2）系统扩容及联网需求推动市场发展 (19) （3）技术水平进步 (20) 2、不利因素 (20) （1）市场竞争加剧 (20) （2）视频监控系统技术标准较难统一 (21) 六、进入行业的主要壁垒 (21) 1、技术壁垒 (21) 2、销售壁垒 (22) 3、综合性人才壁垒 (22) 七、行业经营模式、技术水平及技术特点 (23) 1、行业经营模式 (23) 2、技术水平及技术特点 (23) （1）视频联网与控制技术 (23) （2）应用软件开发技术 (23) （3）嵌入式系统技术 (24) （4）海量信息存储及调用技术 (25) （5）视音频编解码技术 (25) 八、行业周期性、区域性和季节性特征 (26) 1、行业周期性 (26) 2、行业区域性 (26) 3、行业季节性 (27)
飞思卡尔智能车比赛细则
2016
目录
第十一届竞赛规则导读 参加过往届比赛的队员可以通过下面内容了解第十一届规则主要变化。如果第一次参加比赛，则建议对于本文进行全文阅读。 相对于前几届比赛规则，本届的规则主要变化包括有以下内容： 1.本届比赛新增了比赛组别，详细请参见正文中的图1和第四章的“比赛任务” 中的描述； 2.第十届电磁双车组对应今年的A1组：双车追逐组。其它组别与新组别的对应 关系请参见图2； 3.为了提高车模出界判罚的客观性，规则提出了两种方法：路肩法和感应铁丝 法，详细请见赛道边界判定”； 4.改变了原有的光电计时系统，所有赛题组均采用磁感应方法计时，详细请参 见“计时裁判系统”； 5.取消了第十届的发车灯塔控制的方式； 6.赛道元素进行了简化，详细请参见“赛道元素”； 7.赛道材质仍然为PVC耐磨塑胶地板，但赛题组A2不再需要赛道。 8.对于车模所使用的飞思卡尔公司MCU的种类、数量不再限制。 9.比赛时，每支参赛队伍的赛前准备时间仍然为20分钟，没有现场修车环节。
一、前言 智能车竞赛是从2006开始，由教育部高等教育司委托高等学校自动化类教学指导委员会举办的旨在加强学生实践、创新能力和培养团队精神的一项创意性科技竞赛。至今已经成功举办了十届。在继承和总结前十届比赛实践的基础上，竞赛组委会努力拓展新的竞赛内涵，设计新的竞赛内容，创造新的比赛模式，使得围绕该比赛所产生的竞赛生态环境得到进一步的发展。 为了实现竞赛的“立足培养、重在参与、鼓励探索、追求卓越”的指导思想，竞赛内容设置需要能够面向大学本科阶段的学生和教学内容，同时又能够兼顾当今时代科技发展的新趋势。 第十一届比赛的题目在沿用原来根据车模识别赛道传感器种类进行划分的基础类组别之上，同时增加了以竞赛内容进行划分的提高类组别，并按照“分赛区普及，全国总决赛提高”的方式，将其中一个类别拓展出创意类组别。第十一届比赛的题目各组别分别如下： ●基础类包括B1光电组、B2摄像头组、B3电磁直立组、B4电轨组； ●提高类包括A1双车追逐组、A2信标越野组； ●创意类包括I1 电轨节能组。 图 1 不同组别，不同挑战度 每个组别在选用的车模、赛道识别方法、完成任务等方面存在差别，对于参赛选手不同学科知识和能力要求也不同，制作的挑战度也有较大的区别。相比较而言，
监控摄像头方案_范文
监控摄像头方案 本文是关于范文的监控摄像头方案，感谢您的阅读！ 监控摄像头方案（一） 一、学校监控系统需求分析 学校网络监控的主要作用有： （1）学校门岗监控摄像头：对进出校门的人员、车辆进行记录和统计，便于事后追踪和查询。 （2）教学区监控：对教学区的教学秩序以及进出教学区的人员、物流进行记录和监控，通过突发事件的录像，提高处置突发事件的能力。同时兼顾考试时的考场监控。 （3）学校宿舍区监控摄像头：对进出宿舍区的人流、物流进行记录和统计，保护学生的人身、财产不受侵害。 （4）实验室监控摄像头：对进出实验室的人流、物流进行监控和记录，夜间无人时实施布防。 （5）通过对以前的模拟监控系统进行网络化改造，使之能够方便地进行全网管理。 VIP网络视频管理系统，包含VIP6000、VIP6000A系列网络视频服务器，以及KingVision视频管理软件，可以为用户构建一套完整的IP视频监控解决方案。 二、监控摄像机组网 学校网络监控系统从结构上划分，一般可分为三级，从下往上包括： （1）门岗、路口、宿舍区、教学区、图书馆等监控点 （2）各校区监控中心：负责对该校区的监控点进行管理和监控 （3）校监控中心：负责对各校区的监控点进行集中管理和调度 网络人远程监控软件下载——功能最强大的远程控制软件 传统的学校监控采用的是模拟化的解决方案，即利用模拟摄像头对现场图像进行采集，通过视频线或者光端机进行近远距离传输，在监控中心通过模拟矩阵、DVR 等设备进行信号提取、线路切换、图像存储、上监视器。这种解决方案的主要问题在于：
（1）各校区的监控系统彼此分散、独立，无法适应多级网络架构下的集中管理 （2）浪费了传输资源，布线、施工成本高 （3）基于模拟视频的传输易受干扰，难以保证图像传输质量 （4）无法实现远程监控及调度功能 学校采用网络化的视频监控技术，就可以解决模拟监控存在的以上问题，大大提高高校监控效率和管理水平，同时也大大提高了监控系统整体投资的经济性。 三、各监控点： 在各监控点处，根据环境需要，配置不同型号的固定摄像机或者云台摄像机，并将摄像机的视频线接入网络视频服务器的输入端，视频服务器的另一端的RJ45 口就近接入学校网中。这样就完成了对视频信号的采集、编码和压缩，并进入学校网进行传输。如果监控点比较分散，可以使用单路网络视频服务器VIP6000,如果监控点处摄像机比较集中，可以使用多路网络视频服务器VIP6004 或者VIP6504、各监控点只需在设备安装时对设备IP 等信息进行初始设置，此后无需对设备进行设置和管理。该管理功能由各校区监控中心或更上一级的监控中心统一负责。 四、校区监控中心 校区监控中心负责本校区监控设备的统一配置、维护、监控。在校区监控中心，利用KINGVISION 视频管理客户端软件，可以实现对前端设备的配置、图像监控、录像查询、回放、云台、镜头控制等功能。 KINGVISION视频管理系统支持分布式多服务器存储技术。分为主数据库服务器和分路存储服务器。主数据库服务器负责存储管理所有VIP6000设备的配置信息，管理所有用户权限认证信息以及向网络用户提供Web Server服务。分路存储服务器可以根据设置选项管理保存它所负责的监控点的音视频录像数据，并提供这些监控点音视频流的转发服务。考虑到对学校网络资源的占用，本方案中我们建议在各校区监控中心对监控图像进行统一的录像和保存，校监控中心可以远程查询、调用各校区的录像信息。 在校区监控中心，可以利用PC 式监视器对前端监控点的图像实时监控，也
飞思卡尔智能车摄像头组freescale程序代码
extern int left,w,top,h; extern HDC m_hdc; CBrush brush3(RGB(0,255,0)); CBrush brush4(RGB(255,0,0)); CBrush brush5(RGB(255,255,0)); #else #include
飞思卡尔智能车经验
RT，留下一点不算成功的经验吧。 先说说个人认为要取得好成绩的两个最重要的先决条件。 1. 人，这个是大前提，对于一个好的队伍，判别标准其实很简单，就是队员3个人是玩伴关系还是领导和下属关系。前者，大家都是来玩这个智能车的，自然主观能动性就会很高，能自主学习。不会总是“等着所谓队长分配任务”。这样效率就会很高。成绩自然不会低，后者，如果“队长”个人能力很强的话，就会出现到最后只有“队长”一个人在干。其他的队员就会因为自己技术不行，渐渐退出。而不会因为自己不会而去主动的学习。如果“队长”能力一般，再没有一些强力指导老师的情况下，这样的队伍一般会悲剧掉。所以，新人在参加这个智能车比赛的时就要明确动机。参加智能车确实是来学习知识的，但不会有人真正的来教你。一切都靠自己。 2.跑道，这个是客观条件中最重要的，一条污浊、破损、不符合规则的跑道，是不可能出成绩的。我们学校的赛道就是因为当初制作和后期保养不到位，导致赛道诸多永久性污浊、破损。一开始车刚能爬的时候，问题还不明显，后来在测试让车能平滑过S弯时问题就来了，由于赛道污浊，远处的跑道在CCD看了是错误，导致S弯和普通弯看起来一样，致使S弯策略根本没有启用，当时一直到修改S弯策略，到后来调出图像来看才发现是采集的问题。至于赛道污浊破损带来的干扰要不要处理，答案是肯定的，因为就算是比赛用的跑道也会有擦不掉，补不了的地方。但处理这些问题，应该是放在车辆原先行驶策略都调试正确的情况下，再人为的加入这些干扰。这样修改程序起来就有的放矢。 下面再以个人的观点介绍一下3个组别的特点，给新人选择做一个参考。 摄像头：有点像开卷考试，能得到的东西很多，但是如何把这些东西用好就是一个学问。摄像头的关键就是如何从采集回来的图像所包含的诸多信息中，选出一些高效方便的信息来控制车辆。至于控制策略，个人觉得一个能根据不同赛道类型而变化比例系数的比例控制器就能很好的满足控制需要。 光电组：想象起来很容易，其实很累的一个组，原理最简单，但是为了能有30CM以上的前瞻，和比较连续的偏差变化，就要下大功夫，先不说别的，让你装15个激光管，而且要保证不焊烧并要把光点打在一条线上，就是很繁琐的事情。总得来说，光电组拼的就是电路和传感器结构。不过对于看客来说，光电组是最好“看”的组，一排壮观的激光加上摆头的机械~ 电磁组：听起来有点复杂，其实比前两个组都轻松的组，电磁组又可分为数字和模拟两个类别。数字传感器就是和光电一样弄一排的传感器，看看哪个传感器接收到的信号最强以判断中线位置。模拟的就是比较两个传感器之间信号强度的差值来判断。电磁组好处就是不容易受到干扰，比赛上也见的，电磁车跑完的成功率是很高的，而且很容易判别起跑线。基本不用懂脑筋。而且如果选用是模拟传感器的话，能得到比较平滑的控制。 先说这些，想到再继续 关于摇头激光车的一点个人理解：为什么光电的车，要多花一个舵机去让传感器摇头呢？因为。为了能获得赛道上一个比较宽范围的信息，就必须把传感器做的很长。这样的后果 就是重量。折中的办法就是摇头，通过摇头，可以使一个小尺寸的传感器检测到大范围 DEMOK工作室淘宝小店
监控摄像头方案_计划方案.doc
校监控中心负责对全校各区视频图像的监控和调度。基于网络化的视频监控技术，可以使得校监控中心的 调度能力大大加强。在校监控中心的管理主机上，装有KINGVISION 视频管理软件，不但可以对任意一个 监控点的信息进行实时监控、查询、回放，还可以实现统一的用户管理、设备管理、故障管理、存储管理 等功能，真正实现分布式监控，集中化管理。 在监控中心的服务器，还负责对用户统一进行帐号生成、授权、认证，杜绝非法用户对网络的入侵和非法 监视。利用VIP6000R视频解码器，可以将以太网传输过来的图像进行解码，接入模拟监视器或者电视墙进 行监控。
监控摄像头方案（二） 一、概述 计算机数字电视监控系统，是集实时图像监控和录像、图像技术处理、报警信号处理、多媒体技术和数字硬盘录像为一体的综合监控管理系统，它的建立和使用，使安保人员和主管人员不必亲临现场，就可将现场情况尽收眼底，极大地提高了工作效率，并能事后查找当时发生的情况，为领导决策提供准确、及时、有效的信息服务。 本方案主要就设计要求、设计依据进行了确认，同时根据要
求和依据对现场位置、器材和控制室的配置和实现的目的进行组合设计来完成方案的设计主体，同时确定系统的主要设计依据、技术指标，并对机房的控制台根据实际需要进行设计。根据设计我们对产品的选用要求、功能进行描述，同时就方案的实施估算整个工程费用。 二、设计要求 1、采用了当今世界最先进的计算机全数字化压缩监控系统和传统的监控系统相结合，形成一套合理的安保闭路电脑监控系统。 2、安装在超室的摄像机，能较清楚的看到现场人员的状况。
3、系统对图像记录应采用计算机数字硬盘进行全实时录像，清晰而无遗漏。 4、系统具有可扩展性。系统可靠性高、寿命长、维修方便。 三、设计依据 《工业电视系统工程设计规范》（ＧＢＪ１１５－８７）
云台控制系统开题报告
云台控制系统开题报告 篇一：开题报告-网络摄像机云台高 毕业设计（论文）开题报告 题目网络摄像机云台高精度控制算法与实现学院通信工程学院 专业通信工程 姓名 班级 学号 指导教师 一、综述本课题国内外研究动态，说明选题的依据和意义 1、国内云台研究动态： 随着社会的发展，视频监控行业在IT行业中逐渐占据一角，同样作为视频监控中摄像机的一部分——云台，也扮演着重要的角色。云台是一种主要由两个高精度步进电机组成的用于承载镜头的支架，其中一个步进电机负责控制云台水平转动，另一个步进电机用于控制云台的垂直方向转动，从而使摄像机镜头能够在水平360°范围内，垂直180°范围内转动。带云台的摄像机已占据了视频监控行业的半壁江山，很多厂家都有专门负责云台方面研究的团队。云台质量的好坏，主要在于预置位的精准度，预置位即是预先设定好
一个位置，当需要摄像机镜头重新回到某个位置时候，只要调用预置位。回到预置位的偏差越小，说明云台的精度越高，做的好的厂家像大华、海康等视频监控厂家云台转动精度能达到0.2°以内，即设定一个预置的位置，云台转动到该位置的偏差不会超过0.2°。而精度差点的产品精度可能就大于这个值了，现在很多厂家都在致力于云台转动精度问题，主要是预置位的精度，以及如何自动矫正预置位的偏差，目前大部分云台都不带转动偏差校正功能，而市场上有转动偏差校正的云台虽然能在云台出现较大偏差时候进行校正，但是其每次转动的误差会比没有偏差校正的云台误差大，因为校正的过程会引入偏差。因此，拥有转动偏差校正而且能够将校正误差减小的云台是许多公司的追求。 2、选题依据和意义： 云台在球型摄像机中扮演的角色非常重要。在一些大型场合，比如说大型超市，一般都安装球型摄像机，因为球型摄像机转动灵活，可以快速地转动到某个角度，也可以全场监控，当发现画面中的某个区域有异常情况时候，操作人员可以手动快速移动到那个区域，再利用摄像机镜头变倍功能可进一步查看异常区域。在一些大些场合，球型摄像机也可以设定几个预置位，然后启动自动巡航，每隔一段时间球型摄像机可以依据云台自动地切换另一个场景或画面，使用非常灵活。然而在一些大型场合若使用不带云台的摄像机，比
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
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)
2018年车载视频监控行业分析报告
2018年车载视频监控行业分析报告 2018年9月
目录 一、行业产品简介 (5) 1、商用车通用监控产品 (8) 2、商用车行业信息化产品 (11) （1）公交车行业信息化解决方案 (12) （2）“两客一危”行业信息化解决方案 (13) （3）巡游出租车行业信息化解决方案 (15) （4）网约出租车行业监管解决方案 (16) （5）渣土清运行业信息化解决方案 (18) 二、行业管理体制及主要政策法规 (19) 1、行业管理体制 (19) （1）行业主管部门 (19) （2）行业全国性组织 (20) 2、行业主要法律法规及政策 (21) 三、行业发展状况及趋势 (27) 1、车载视频监控行业发展现状及特点 (27) （1）商用车保有量及新增数量庞大 (28) （2）智能化为车载视频监控行业发展带来新机遇 (30) （3）车载视频监控产品向综合化监控发展，其产品应用领域不断拓宽 (31) 2、下游细分市场基本情况及发展方向 (31) （1）公交行业 (32) （2）“两客一危”行业 (33) （3）出租行业 (35) （4）渣土清运行业 (37) 四、进入本行业的主要壁垒 (39)
1、研发能力和技术壁垒 (39) 2、客户资源壁垒 (39) 3、产品认证壁垒 (40) 五、行业竞争格局、利润水平及变动趋势 (40) 六、影响行业发展的因素 (41) 1、有利因素 (41) （1）国家产业政策鼓励支持行业整体快速发展 (41) （2）交通大环境对监管信息化的总体需求持续增长 (42) （3）创新的技术以及丰富的功能将拓展出全新的市场空间 (44) 2、不利因素 (44) （1）低端产品市场无序竞争加剧 (44) （2）专业管理人员、研发人员、高级技术工人不足 (45) 七、行业技术水平及技术特点 (45) 1、高清视频监控与车载环境的融合 (45) 2、车载视频监控与新一代无线网络的融合 (46) 3、人工智能与监控及信息化管理目标的融合 (47) 4、大数据云计算技术 (47) 5、视频监控与车联网等技术的快速融合 (48) 八、行业经营模式、周期性、区域性和季节性特征 (49) 1、行业周期性 (49) 2、行业季节性 (49) 3、行业区域性 (49) 九、上下游行业之间的关联性 (50)
基于摄像头的最佳道路识别及赛车控制算法 飞思卡尔
基于摄像头的道路识别及赛车控制算法 杨运海周祺吕梁 摘要：本文探讨了摄像头在智能车道路识别中的应用，并提出了一种通用的控制算法。在准确采集图像的基础上，利用临近搜索法对有效道路信息进行快速提取，通过分析赛道信息，计算出赛道黑线的走向趋势及赛车当前位置。在充分考虑当前和过去的赛道信息的基础上，对赛道类型进行判断及分类。在综合考虑赛道类型，黑线走向及车当前位置，对舵机的转向和电机的速度进行精确控制。 关键词：图像采集；临近搜索；转向控制，速度控制 1．概述 在飞思卡尔智能车汽车比赛中，路径识别方法主要有两大类，一类是基于红外光电传感器，令一类是基于摄像头。通常，红外光电传感器安装灵活，原理简单，可靠性好，不易受环境光干扰，因而得到了广泛应用，但其对前方道路的预判距离非常有限，不适宜赛车高速行驶。另一类是基于摄像头，与光电传感器相比，其优点非常明显，能提前获取大量前方道路信息，有利于实现赛车的最优控制。但其缺点是图像采集要求有高的AD转换频率，图像处理算法复杂度高，且容易受环境光的干扰。考虑到摄像头的优点远大于其缺点，因此选择了摄像头。以下是摄像头的工作流程图： 图B-1 摄像头工作流程
摄像头控制赛车行驶方案有三大模块：图像采集、赛道信息提取、转向和速度控制。 2．图像采集 考虑到S12的运算能力，我们采用了黑白制式、320*240的CMOS单板摄像头。摄像头出来的是模拟信号，每秒有50场图像，场之间有场消隐信号，行之间有行消隐信号，经过lm1881分离后，可得到场同步信号和行同步信号，作为行中断信号。由于行中断中要采集该行的信号，对时间要求很严格，其中断优先级应比普通中断的优先级高，因此我们选择IRQ作为行同步信号输入口，PT0作为场信号输入口。此外，为保证图像不丢失，我们仅对场信号的下降沿进行捕捉。 图B-2 摄像头视频信号 按照目前车的刹车时的加速度，我们选定图像拍摄最远处为前方1米就足以对速度做出了控制。考虑到前轮到前方20cm为摄像头的盲区，故有效拍摄范围为0.8m，为了保证不丢失起跑线，每2.5cm至少拍摄一行，故一幅图像至少采集32行。为了稳妥起见，我们选择了ROW=45行。摄像头最前方拍摄的宽度为80cm，而黑线宽度为2.5cm，故一行至少采集32，为了稳妥起见，一行采集的点数定为COL=45个点。 正常情况下，S12的AD频率不能超过2M，转化一个点需要14个周期，如果不超频，一行将只能采集8个点（24M主频时）。将分频系数设为0，此时AD 频率为12M。在行采集过程中，我们通过查询方式来判断AD是否转换完成，并对AD转换时间进行了记录，发现记录到的时间恰是期间指令执行一次的时间，这表明，影响一行采集的点数已不是AD的频率，而是执行指令的时间，因此采集过程中不需要查询A TDSTA T0的标志位，只需要通过执行一定数量的NOP空操作指令延时即可。例如采集47个点需要时，每个点的时间间隔是53us/47=1.125us，对应的指令周期数为1.125*24=27。通过反编译知读写等指令本身有13个指令周期，故令加14个NOP指令即可实现。 由于摄像头的角度关系，拍摄是不均匀的，而是前方疏，近处密。为了保证采集的均匀，采集的行之间间隔的行数就不能相同。摄像头的有效行数为285行左右，具体关系如下表： 行采集计数器line 摄像头行计数器row 备注 0 0 每3行采集一行
视频监控系统实习报告范本
. 安全防技术 视频监控系统工程技术实训报告 班级： ： 课程名称：安全防技术 实训项目：视频监控系统工程综合实训 指导老师： 提交日期：2016年8月日
概要 视频监控是指以维护社会公共安全为目的，而采取的防入侵、防盗、防破坏和安全检查措施。视频监控设计是完成一个视频监控系统工程项目的第一步，也是非常关键的一布。 本次校园视频监控从校园建筑安全防系统工程的设计实际出发，依据用户任务书和国家的有关规与标准，建立一个以视频监控安全防系统。以人防与物防、技防相结合，达到防入侵、防盗、防破坏等系统进行联合设计，组成一个综合的、多功能的安全防系统是社会建设发展的需要也是校园安稳和平的需要。 校园视频监控系统的工程设计根据使用要求、现场情况、工程规模、系统造价以及校园的特殊需要等来综合考虑，达到最佳效果。 系统组成：本次实训的系统主要由前端设备、线路设备和终端设备组成。由于现在楼宇自动化的程度越来越高，作为其中一个重要组成部分的视频监控系统也得到了相当的发展，所以视频监控是发展前景很大的项目。
目录 前言....................................... .. (4) 第一章系统介绍 ............................. . (5) 第二章设计思路.............................. ... . (6) 第三章主要设备介绍 (8) 第四章主要设备（摄像机、硬盘录像机工作原理） (10) 4.1前端系统设备.................................. .. (10) 4.2视频监控前端现场设备安装要求................... . (15) 4.3终端视频图像监控子系统................... . (15) 第五章视频监控的简介................... . (19) 第六章实验步骤 (27) 第七章海康网络设备搜索软件的使用步骤 (28) 第八章海康网络设备客户端4200软件使用步骤 (33) 结论 (43) 致 (44) 参考文献 (45)
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)
2020年安防视频监控行业分析报告
2020年安防视频监控行业分析报告 2020年11月
目录 一、行业主管部门、监管体制和主要法律法规政策 (5) 1、行业主管部门 (5) 2、监管体制 (6) 3、主要法律法规政策 (7) 4、产业政策 (8) 5、行业主要法律、法规、政策的影响 (11) 二、行业产业链情况 (12) 1、上游行业 (14) 2、下游行业 (15) 三、行业发展概况 (16) 1、行业发展阶段 (16) 2、国内安防视频监控行业发展情况 (18) 3、行业发展趋势 (20) （1）安防行业将继续保持快速发展 (20) （2）市场应用不断向深度、广度拓展 (20) （3）行业集中度不断提高 (21) （4）技术创新成为企业核心竞争力 (21) （5）消费市场和研发生产重心继续向以中国为代表的亚太地区转移 (21) 四、行业技术现状及发展趋势 (22) 1、行业技术现状 (22) （1）图像处理技术 (23) （2）音视频编解码技术 (23) （3）存储技术 (24)
（4）智能分析技术 (24) 2、行业技术发展趋势 (24) （1）高清化 (25) （2）网络化 (25) （3）智能化 (26) 五、行业竞争情况 (26) 1、主要市场及品牌情况 (26) 2、行业地区分布情况 (27) 3、国内市场竞争格局 (28) （1）国内市场总体格局情况 (28) （2）国内企业在海外市场的竞争情况 (28) 4、主要进口国的产业政策、竞争格局 (29) 5、消费类和工程类市场竞争情况 (30) （1）消费类及工程类市场差异情况及其转换门槛 (30) ①消费类视频监控产品与工程类视频监控产品的主要差异 (30) ②消费类市场向工程类市场的转换门槛较高 (30) ③工程类市场向消费类市场的转换门槛也有一定的门槛 (31) ④除龙头企业外，国内同行其他企业同时开展工程类、消费类业务的趋势不明显 (31) 六、进入行业的主要壁垒 (32) 1、技术壁垒 (32) 2、人才壁垒 (33) 3、市场准入壁垒 (33) 4、营销渠道壁垒 (34) 七、行业主要企业情况 (34)
云台(摄像头监控用)
云台（摄像头监控用） 其实云台就是两个交流电机组成的安装平台，可以水平和垂直的运动。但是要注意我们所说的云台区别于照相器材中的云台，。照相器材的云台一般来说只是一个三脚架，只能通过手来调节方位；而监控系统所说的云台是通过控制系统在远程可以控制其转动以及移动的方向的。 云台有各种类型： *按使用环境分为室内型和室外型，主要区别是室外型密封性能好，防水、防尘，负载大。 *按安装方式分为侧装和吊装，就是把云台是安装在天花板上还是安装在墙壁上。 *按外形分为普通型和球型，球型云台是把云台安置在一个半球形、球形防护罩中，除了防止灰尘干扰图像外，还隐蔽、美观、快速。 按照可以运动功能分为水平云台和全方位（全向）云台。 按照工作电压分为交流定速云台和直流高变速云台。 按照承载重量分为轻载云台、中载云台和重载云台。 按照负载安装方式分为顶装云台和侧装云台。 根据使用环境分为通用型和特殊型。通用型是指使用在无可燃、无腐蚀性气体或粉尘的大气环境中，又可分为使用型和室外型。最典型的特殊型应用是防爆云台。 *在挑选云台时要考虑安装环境、安装方式、工作电压、负载大小，也要考虑性能价格比和外型是否美观等因素。 云台的内部结构： 全方位云台内部有两个电机，分别负责云台的上下和左右各方向的转动。其工作电压的不同也决定了该云台的整体工作电压，一般有交流24V、交流220V及直流24V。当接到上、下动作电压时，垂直电机转动，经减速箱带动垂直传动轮盘转动；当接到左、右动作电压时，水平电机转动并经减速箱带动云台底部的水平齿轮盘转动。 需要说明的是云台都有水平、垂直的限位栓，云台分别由两个微动开关实现限位功能。当转动角度达到预先设定的限位栓时，微动开关动作切断电源，云台停止转动。限位装置可以位于云台外部，调整过程简单，也可以位于云台内部，通过外设的调整机构进行调整，调整过程相对复杂。但外置限位装置的云台密封性不如内置限位装置的云台。 室外云台与室内云台大体一致，只是由于室外防护罩重量较大，使云台的载重能力必须加大。同时，室外环境的冷热变化大，易遭到雨水或潮湿的侵蚀。因此室外云台一般都设计成密封防雨型。另外室外云台还具有高转矩和扼流保护电路以防止云台冻结时强行起动而烧
飞思卡尔智能车技术报告
第六届“飞思卡尔”杯全国大学生智能汽车邀请赛技术报告 学校： 队伍名称： 参赛队员： 带队教师：
关于技术报告和研究论文使用授权的说明 本人完全了解第六届“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 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。同时，汽车生产商推出越来越智能的汽车，来满足各种各样的市场需求。本文以第六届全国大学生智能车竞赛为背景，主要介绍了智能车控制系统的机械及硬软件结构和开发流程。 机械硬件方面，采用组委会规定的标准 A 车模，以飞思卡尔半导体公司生产的80管脚16 位单片机MC9S12XS128MAA 为控制核心，其他功能模块进行辅助，包括：摄像头数据采集模块、电源管理模块、电机驱动模块、测速模块以及无线调试模块等，来完成智能车的硬件设计。 软件方面，我们在CodeWarrior IDE 开发环境中进行系统编程，使用增量式PD 算法控制舵机，使用位置式PID 算法控制电机，从而达到控制小车自主行驶的目的。 另外文章对滤波去噪算法，黑线提取算法，起止线识别等也进行了介绍。 关键字：智能车摄像头图像处理简单算法闭环控制无线调试 第一章引言 飞思卡尔公司作为全球最大的汽车电子半导体供应商，一直致力于为汽车电子系统提供全范围应用的单片机、模拟器件和传感器等器件产品和解决方案。飞思卡尔公司在汽车电子的半导体器件市场拥有领先的地位并不断赢得客户的
2014年安防视频监控行业分析报告
2014年安防视频监控行业分析报告 2014年7月
目录 一、行业管理体系及行业法规、政策 (4) 1、行业管理体制 (4) 2、行业法规、政策 (4) （1）重要法规 (5) （2）产业政策 (5) 二、行业概况 (7) 1、安防及视频监控行业概述 (7) 2、我国安防及视频监控行业发展现状 (8) 3、安防及视频监控行业发展趋势 (9) （1）安防技术与信息技术之间不断融合 (9) （2）网络化、高清化与智能化的结合应用 (10) （3）安防厂商从单一的监控系统向大型的行业化解决方案发展 (12) 三、影响行业发展的因素 (12) 1、有利因素 (12) （1）宏观经济保持平稳较快的增长速度，保持了良好的市场发展环境 (12) （2）国家产业政策鼓励安防产业的迅速发展 (13) （3）平安城市等大型项目建设为安防行业发展跨入新阶段提供助力 (13) 2、不利因素 (14) （1）核心技术开发能力比较薄弱 (14) （2）市场竞争激烈 (14) （3）产品缺乏统一标准 (14) （4）受城市基础网络建设程度的制约 (15) （5）专业人才严重缺乏 (15) 四、市场规模 (15) 五、行业竞争格局 (18) 1、地域竞争格局 (18)
2、行业内主要企业 (19) （1）杭州海康威视数字技术股份有限公司 (19) （2）浙江大华技术股份有限公司 (20) 六、行业风险特征 (20) 1、行业风险 (20) 2、政策风险 (20) 3、市场风险 (21)
一、行业管理体系及行业法规、政策 1、行业管理体制 安防行业行政主管部门是公安部和各省市级公安机关。公安部科技局对安防行业实行行政管理。各省市级公安机关都先后设立了安全技术防范的管理机构。各级公安机关负责对“平安城市”的项目建设进行管理并进行工作指导。在安防产品检测方面，公安部于1987年在北京成立了公安部安全与警用电子产品质量检测中心，1988年在上海成立了公安部安全防范报警系统产品质量监督检验中心两个检测中心。除此之外，许多省市公安安防管理部门也成立或指定了相应的检测机构。 中国安全防范产品行业协会和各地区安防行业协会是安防行业自律性管理机构，为国家一级社团法人，业务上受公安部指导的全国性行业组织，主要负责开展调查研究，掌握行业情况，向政府提出行业规划和制订有关经济政策、经济法规的建议；经政府主管部门同意和授权，进行行业信息统计、收集、分析和发布。各省市也成立了地方性的安防行业协会。本公司目前为中国安全防范产品行业协会会员单位、深圳市安防行业协会理事单位、深圳市视频报警安防行业副会长单位以及中国智能高清视频监控产业联盟常务理事单位。 2、行业法规、政策 本行业为国家鼓励发展的行业之一，有关行业法律法规与产业政
飞思卡尔智能车光电组技术报告
第十届全国大学生“飞思卡尔”杯华 北赛 智能汽车竞赛 技术报告 目录 目录 (11) 第一章方案设计 (11) 1.1系统总体方案的选定 (11) 1.2系统总体方案的设计 (11) 1.3 小结 (22) 第二章智能汽车机械结构调整与优化 (33) 2.1智能汽车车体机械建模 (33) 2.2 智能汽车传感器的安装 (44) 2.2.1速度传感器的安装 (44) 1 / 26
2.2.2 线形CCD的安装 (55) 2.2.3车模倾角传感器 (55) 2.3重心高度调整 (55) 2.3.1 电路板的安装 (66) 2.3.2 电池安放 (66) 2.4 其他机械结构的调整 (66) 2.5 小结 (66) 第三章智能汽车硬件电路设计 (77) 3.1主控板设计 (77) 3.1.1电源管理模块 (77) 3.1.2 电机驱动模块 (88) 3.1.3 接口模块 (99) 3.2智能汽车传感器 (1010) 3.2.1 线性CCD传感器 (1010) 3.2.2 陀螺仪 (1010) 3.2.3 加速度传感器 ............................ 错误!未定义书签。错误!未定义书签。 3.2.3 编码器 (1111) 3.3 键盘，数码管....................................... 错误!未定义书签。错误!未定义书签。 3.4液晶屏 (1212) 3.5 小结 (1212) 第四章智能汽车控制软件设计 (1313) 4.1线性CCD传感器路径精确识别技术 (1313) 4.1.1新型传感器路径识别状态分析 (1414)
飞思卡尔智能车各模块原理及元器件
飞思卡尔智能车各模块原理及元器件 在准备比赛的过程中，我们小组成员经过分析讨论，对智能车各模块的元器件使用方面做如下说明： 1、传感器模块： 路径识别模块是智能车系统的关键模块之一，目前能够用于智能车辆路径识别的传感器主要有光电传感器和CCD/CMOS传感器。 光电传感器寻迹方案的优点是电路简单、信号处理速度快，但是其前瞻距离有限；CCD 摄像头寻迹方案的优点则是可以更远更早地感知赛道的变化，但是信号处理却比较复杂，如何对摄像头记录的图像进行处理和识别，加快处理速度是摄像头方案的难点之一。在比较了两种传感器优劣之后，考虑到CCD传感器图像处理的困难后，决定选用应用广泛的光电传感器，相信通过选用大前瞻的光电传感器，加之精简的程序控制和较快的信息处理速度，光电传感器还是可以极好的控制效果的，我们使用11个TK-20型号的光电传感器。 2、驱动模块： 驱动电路的性能很大程度上影响整个系统的工作性能。电机驱动电路可以用MC33886驱动芯片或者用MOS管搭建H桥驱动电路。 MC33886体积小巧，使用简单，但由于是贴片的封装，散热面积比较小，长时间大电流工作时，温升较高，如果长时间工作必须外加散热器，而且MC33886的工作内阻比较大，又有高温保护回路，使用不方便。采用MOS管构成的H桥电路，控制直流电机紧急制动。用单片机控制MOS管使之工作在占空比可调的开关状态，精确调整电动机转速。这种电路由于MOS管工作在饱和截止状态，而且还可以选择内阻很小的MOS管，所以效率可以非常高，并且H桥电路可以快速实现转速和方向控制。MOS管开关速度高，所以非常适合采用PWM调制技术。所以我们选择了用MOS管搭建H桥驱动电路。 3、电源模块： 比赛使用智能车竞赛统一配发的标准车模用7.2V 供电，而单片机系统、路径识别的光电传感器、光电码编码器等均需要5V电源，伺服电机工作电压范围4V到6V（为提高伺服电机响应速度，采用7.2V 供电），直流电机可以使用7.2V 蓄电池直接供电，我们采用的电源有串联型线性稳压电源（LM2940、7805等）和开关型稳压电源（LM2596）两大类。对于单片机，选用LM2940-5单独对其进行供电；而其它模块则需要通过较大的电流，利用LM2940-5和LM2596-5对控制系统和执行部分开供电，可以有效地防止各器件之间发生干扰，以及电流不足的问题，使得系统能够稳定地工作。 4、测速模块： 为了使得模型车能够平稳地沿着赛道运行，除了控制前轮转向舵机以外，还需要控制车速，使模型车在急转弯时速度不要过快而冲出跑道，在直道上以较快的速度行驶。器件有霍尔传感器和光电编码器。 霍尔传感器是一种磁传感器，用它可以检测磁场及其变化，可在各种与磁场有关的场合中使用。霍尔传感器以霍尔效应为其工作基础，是由霍尔元件和它的附属电路组成的集成传感器。光电编码器是一种角度（角速度）检测装置，它将输入给轴的角度量，利用光电转换原理转换成相应的电脉冲或数字量，具有体积小，精度高，工作可靠,接口数字化等优点。我们需使用一个光电编码器。 小组成员：程辉章俊孙耀龙
- 飞思卡尔技术报告个人小结
- 摄像头组设计方案(初稿)
- 飞思卡尔比赛摄像头组源程序
- 飞思卡尔智能车(摄像头)核心程序
- 飞思卡尔杯全国大学生智能车大赛摄像头组图像处理程序
- 飞思卡尔智能车大赛技术报告
- 第八届飞思卡尔智能车竞赛摄像头组常州大学 疯狂的蜗牛技术报告
- 飞思卡尔摄像头组黑线提取流程
- 飞思卡尔竞赛摄像头组睿思二队
- 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
- 飞思卡尔智能车摄像头组黑线提取
- 浙江赛区-摄像头组-浙江理工大学-摄像头3队技术报告
- 飞思卡尔智能车摄像头组技术报告
- 第八届北京科技大学摄像头组一队技术报告
- 2014飞思卡尔东北赛区摄像头组名次汇总
- 飞思卡尔智能车技术报告
- (完整版)飞思卡尔智能车光电组技术报告
- 第八届摄像头组飞思卡尔程序设计流程图
- 飞思卡尔智能车摄像头组技术报告
- 飞思卡尔杯全国大学生智能车大赛摄像头组图像处理程序