基于面阵CCD检测的智能竞速车设计.docx

摘要:随着车辆的普及和保有量的日益增加，不可避免地带来了交通事故、交通拥挤、环境污染、能源浪费等诸多问题，对无人驾驶有着迫切的需求。

针对上述问题我们提出了基于面阵CCD检测的智能车设计的方案。系统方案分为三个部分：机械结构、硬件电路、程序算法，从三个方面去调试验证系统的执行效果。我们选用MK60FX512VLQ15微控制器为主控CPU，采用摄像头采集跑赛道图像，特殊硬件结构二值化处理。对赛道类型进行判断并且区分，如果识别出超车标志和区域，利用2401通信设备前车向后车发出可以超车信号，后车接收实现超车任务。使用两路编码器检测车的实时速度，通过PID控制算法计算差速，调节驱动电机的转速和舵机的转向角度，实现了对竞速车在速度和方向上的闭环控制。通过鸳鸯超声波测距实时监测两车距离避免相撞。

我们通过很多实验以及调试验证和调整系统方案，智能车竞速设计达到了预期效果，并且在竞赛中取得了不错的成绩。能够在模拟生活街道的赛道上完整跑完全程。

关键词：MK60FX512VLQ15；鹰眼摄像头；PID控制；NRF2401；智能竞速车

目录

摘要

Abstract

1概述-1

1.1课题研究背景以及目的-1

1.2本文研究内容-1

2系统总体设计-2

2.1系统总体设计方案-2

2.2整车布局-3

3机械系统设计-4

3.1底盘高度设计-4

3.2前轮定位-4

3.3舵机的安装-5

3.4摄像头的安装-5

3.5编码器的安装-6

3.6鸳鸯测距安装-6

4硬件系统设计-8

4.1MK60最小系统模块-8

4.2电源稳压电路-9

4.3电机驱动电路-10

4.4调试辅助电路-10

5软件系统设计-12

5.1软件系统总体设计-12

5.2摄像头图像采集-13

5.2.1 图像采集-13

5.2.2图像矫正-13

5.3赛道边缘提取-15

5.3.1 赛道中心推算-16

5.4 PID控制算法-17

5.4.1驱动电机的PID控制算法-18

5.4.2驱动舵机的PID控制算法-19

5.5双车超车策略-19

6系统开发及其调试工具-20

6.1开发工具-20

6.2调试工具-20

结    论-21

参 考 文 献-22

附录A 智能车技术参数-23

致    谢-24