基于摄像头循迹智能车的控制系统.doc

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。

关键词：智能车；摄像头；单片机；路径识别；PID算法

目录

摘要

ABSTRACT

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

3.4.1 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