本文是以第二届“飞思卡尔”杯全国大学生智能车比赛为背景,初步完成了智能车系统的硬件设计和软件编程。该智能车系统能够通过CMOS摄像头准确检测地面黑线路径,能够较为准确的按照赛道前进,通过测速单元和相应的控制算法可以根据不同的赛道状况实现加速、减速、刹车操作,达到了较高的速度和稳定度,整体控制效果较为理想。
综上所述,本论文主要完成的工作如下:
- 设计了用于赛道检测的CMOS传感器模块;
- 设计了用于电机驱动和控制的电机驱动电路;
- 设计了用于电源管理的底板电路;
- 设计了基于PID 算法的速度切换策略。
本文研究的智能车系统是基于CMOS传感器的,由于第一次采用摄像头作为传感器,其探测到的前方距离有限,限制了智能车最大行驶速度。微处理单元是16 位单片机,计算速度较慢。在以后的研究中可以通过优化CMOS摄像头算法来提高处理器的反应速度,提高系统的稳定性。
对于速度切换策略,PID算法是必不可少的。对于不同的赛道,智能车系统都采用不同的速度策略,PID算法能够快速、稳定、高效地进行速度策略的切换,从而大大提高了智能车的反应速度。此外,智能车系统应当具备自适应能力,智能车在行驶过程中,通过与环境的“交互”来自己学习该如何行走,逐步提高对环境的适应能力,这将作为下一届比赛的研究重点之一。
参考文献
[1]卓晴、王琎、王磊;基于面阵CCD 的赛道参数检测方法;
[2]邵贝贝;单片机嵌入式应用的在线开发方法;清华大学出版社;2004.10
[3]Freescale Semiconductor,Inc.MC9S12DG128 Device User Guide
[4]National Semiconductor,LM1881 Video Sync Separator General Description;April 2001
[5]杨国田,白焰;摩托罗拉68HC12系列微控制器原理应用与开发技术[M]. 北京:中国电力出版社
[6]黄开胜、金华民、蒋狄南;韩国智能模型车技术方案分析;电子产品世界,2006.3
[7]周斌、李立国、黄开胜;智能车光电传感器布局对路径识别的影响研究。电子产品世界,2006.5


