基于摄像头循迹智能车的控制系统(附件)【字数：12165】
摘 要社会的进步技术的发展，人们的生活也是发生了翻天覆地的变化，智能化的东西是随处可见，智能车的出现与发展也是必不可少的，它的出现不仅方便了人们的生活，同时也使人们的出行更加的安全。本文是采用摄像头循迹智能车，其硬件系统分为六个模块，核心控制模块是32位单片机（K60），通过CCD摄像头来检测赛道并提取到道路路径，K60控制电机使小车移动并通过舵机来改变小车的方向，这时编码器便会反馈小车的速度到单片机上构成了一个闭环系统。而且小车的各个模块的电压不同因此也需要各种电路对其供电。这里采用NR5D12、LM2940以及LM1117三种电源稳压芯片，分别为摄像头、舵机以及编码器、单片机进行稳压。对于智能车的循迹本文深入研究了PID算法在电机和舵机上的控制以及小车的路径识别。
目 录
第一章 绪论 1
1.1课题来源 1
1.2课题研究的意义 1
1.3国内外发展水平 1
1.3.1国内发展状况 1
1.3.2国外发展状况 2
1.4论文的研究内容 3
第二章 智能车硬件结构设计 4
2.1 智能车整体模型 4
2.2转向控制模块 4
2.2.1舵机转向原理 4
2.2.2舵机的安装 5
2.3图像采集模块 5
2.3.1摄像头的工作原理 5
2.3.2摄像头的选择 5
2.4电池模块 5
2.5电机驱动模块 7
2.6控制模块 8
2.6.1 Kinetic K60的介绍 8
2.6.2电机参数 9
2.7速度检测模块设计 9
第三章 智能车模控制系统的软件设计 11
3.1 主程序设计流程 11
3.2 图像信号采集与轨迹信息分析 12
3.2.1图像信号采集 12
3.2.2图像的处理 13
3.2.3赛道轨迹信息获取 16
3.2.4赛道轨迹位置的运用 17
3.3 测速模块软件设计 18
3.4控制策略 18
3.4 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072￥
.1 PID控制算法介绍 18
3.4.2 PID算法在智能车舵机转向控制上的应用 19
3.4.4 PID算法在智能车电机速度控制上的应用 22
第四章 系统的开发调试 26
4.1 背景调试模式 26
4.2 软件调试平台 26
4.2.1 Codewarrior IDE 功能介绍 26
4.2.2 Codewarrior IDE 基本使用方法 27
4.3 系统调试与系统优化 28
第五章 总结与展望 30
5.1总结 30
5.2展望 30
致 谢 31
参考文献 32
附录A 33
附录B 35
附录C 38
第一章 绪论
1.1课题来源
本毕设的课题来源于飞思卡尔智能车，该智能车系统设计大赛有三个组，分别是光电组、摄像头组和磁导航组。研究的领域十分广泛包含了识别模式、信息采集、传感器技术、控制策略以及机械设计等等。此论文设计的智能车属于摄像头组的范围，能够自主识别提取路径自动行驶到目的地。
1.2课题研究的意义
进入21世纪以来，汽车成为了人们出行必不可少的交通工具，它极大程度上缩短了人们出行的时间，从而推动这社会经济的快速发展。人类社会的不断发展和进步，人们的生活方式不断改善，汽车的数量在不断增长那么随之而来的交通事故也是不断的增加，每年都会有很多的人死于交通事故。因此智能车的研究是必然的也是必须的！
智能汽车是如今汽车领域的前沿科技，它涵盖了多个领域的内容，是未来汽车的潮流发展。现在的汽车是人工驾驶为主电子智能为辅的驾驶模式，而将来的汽车将转化为一小部分辅助机械的机电一体化的装置，汽车的主要部分将不再是以人工驾驶为主，而是以智能驾驶为主。未来的汽车上将会出现很多的智能设备人们可以设定好驾驶目的地和驾驶模式汽车将会利用各种传感器和远程的信息处理器自动驾驶。这样汽车就能更加平稳安全地行驶，避免了不断刹车启动的动作，从而可以降低油耗。如今随着汽车技术的不断发展，中国的汽车工业也是很好的抓住了这次机遇。所以开展智能汽车技术的研究是非常有意义的。
1.3国内外发展水平
1.3.1国内发展状况
我国对智能汽车的研究起步相对比较的晚，虽然目前也取得了很大的成果，但是与发达国家相比较还是有很大的差距的。中国第一辆自主驾驶轿车红旗CA7460的成功，标志着本文国对智能车的研究达到了国际水平，该车采用了先进的计算机视觉导航技术，能够自主的实时处理道路信息比如岔道、人行道、虚实线，汽车的传感器都有较强的自适应能力。在高速上该车的平均时速达到130km/h，最高时速达到170km/h，可以实现超车功能。
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图11 红旗CA7460
由清华大学为首的众多知名高校联合共同学习探讨并成功研制出智能车系统。系统分工明确，单片机的主要作用就是控制汽车自动行驶，而工作站的主要作用就是处理收集来的一些信息，然后再进行局部的路径规划任务。
吉林大学从1992年开始研究智能车，先后研制出JUTIV1、JUTIV2、JUTIV3、JUTIV4。JUTIV3已经投入工厂进行测试，现在正向商品化开发。JUTIV4智能车速度可达到50km/h，它采用的是3D激光成像，有着更为先进的控制理论和多传感器的融合技术。而且专家还还在研究如何进行智能判别交通状况对其做出跟车、超车的动作。
从我国智能车发展现状来看，目前还是处于研究的状态还达不到实际应用的地步，还有诸多的问题需要去解决。从中国制造2025规划委可以肯定我国的一个发展计划。由此看来，我国正在从辅助驾驶过渡到部分自动驾驶直到2025年驾驶辅助将占到60%，部分自动驾驶份额会超过50%。
目 录
第一章 绪论 1
1.1课题来源 1
1.2课题研究的意义 1
1.3国内外发展水平 1
1.3.1国内发展状况 1
1.3.2国外发展状况 2
1.4论文的研究内容 3
第二章 智能车硬件结构设计 4
2.1 智能车整体模型 4
2.2转向控制模块 4
2.2.1舵机转向原理 4
2.2.2舵机的安装 5
2.3图像采集模块 5
2.3.1摄像头的工作原理 5
2.3.2摄像头的选择 5
2.4电池模块 5
2.5电机驱动模块 7
2.6控制模块 8
2.6.1 Kinetic K60的介绍 8
2.6.2电机参数 9
2.7速度检测模块设计 9
第三章 智能车模控制系统的软件设计 11
3.1 主程序设计流程 11
3.2 图像信号采集与轨迹信息分析 12
3.2.1图像信号采集 12
3.2.2图像的处理 13
3.2.3赛道轨迹信息获取 16
3.2.4赛道轨迹位置的运用 17
3.3 测速模块软件设计 18
3.4控制策略 18
3.4 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072￥
.1 PID控制算法介绍 18
3.4.2 PID算法在智能车舵机转向控制上的应用 19
3.4.4 PID算法在智能车电机速度控制上的应用 22
第四章 系统的开发调试 26
4.1 背景调试模式 26
4.2 软件调试平台 26
4.2.1 Codewarrior IDE 功能介绍 26
4.2.2 Codewarrior IDE 基本使用方法 27
4.3 系统调试与系统优化 28
第五章 总结与展望 30
5.1总结 30
5.2展望 30
致 谢 31
参考文献 32
附录A 33
附录B 35
附录C 38
第一章 绪论
1.1课题来源
本毕设的课题来源于飞思卡尔智能车，该智能车系统设计大赛有三个组，分别是光电组、摄像头组和磁导航组。研究的领域十分广泛包含了识别模式、信息采集、传感器技术、控制策略以及机械设计等等。此论文设计的智能车属于摄像头组的范围，能够自主识别提取路径自动行驶到目的地。
1.2课题研究的意义
进入21世纪以来，汽车成为了人们出行必不可少的交通工具，它极大程度上缩短了人们出行的时间，从而推动这社会经济的快速发展。人类社会的不断发展和进步，人们的生活方式不断改善，汽车的数量在不断增长那么随之而来的交通事故也是不断的增加，每年都会有很多的人死于交通事故。因此智能车的研究是必然的也是必须的！
智能汽车是如今汽车领域的前沿科技，它涵盖了多个领域的内容，是未来汽车的潮流发展。现在的汽车是人工驾驶为主电子智能为辅的驾驶模式，而将来的汽车将转化为一小部分辅助机械的机电一体化的装置，汽车的主要部分将不再是以人工驾驶为主，而是以智能驾驶为主。未来的汽车上将会出现很多的智能设备人们可以设定好驾驶目的地和驾驶模式汽车将会利用各种传感器和远程的信息处理器自动驾驶。这样汽车就能更加平稳安全地行驶，避免了不断刹车启动的动作，从而可以降低油耗。如今随着汽车技术的不断发展，中国的汽车工业也是很好的抓住了这次机遇。所以开展智能汽车技术的研究是非常有意义的。
1.3国内外发展水平
1.3.1国内发展状况
我国对智能汽车的研究起步相对比较的晚，虽然目前也取得了很大的成果，但是与发达国家相比较还是有很大的差距的。中国第一辆自主驾驶轿车红旗CA7460的成功，标志着本文国对智能车的研究达到了国际水平，该车采用了先进的计算机视觉导航技术，能够自主的实时处理道路信息比如岔道、人行道、虚实线，汽车的传感器都有较强的自适应能力。在高速上该车的平均时速达到130km/h，最高时速达到170km/h，可以实现超车功能。
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图11 红旗CA7460
由清华大学为首的众多知名高校联合共同学习探讨并成功研制出智能车系统。系统分工明确，单片机的主要作用就是控制汽车自动行驶，而工作站的主要作用就是处理收集来的一些信息，然后再进行局部的路径规划任务。
吉林大学从1992年开始研究智能车，先后研制出JUTIV1、JUTIV2、JUTIV3、JUTIV4。JUTIV3已经投入工厂进行测试，现在正向商品化开发。JUTIV4智能车速度可达到50km/h，它采用的是3D激光成像，有着更为先进的控制理论和多传感器的融合技术。而且专家还还在研究如何进行智能判别交通状况对其做出跟车、超车的动作。
从我国智能车发展现状来看，目前还是处于研究的状态还达不到实际应用的地步，还有诸多的问题需要去解决。从中国制造2025规划委可以肯定我国的一个发展计划。由此看来，我国正在从辅助驾驶过渡到部分自动驾驶直到2025年驾驶辅助将占到60%，部分自动驾驶份额会超过50%。
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