1.1 课题背景
受教育部高等教育司委托，高等学校自动化专业教学指导分委员负责主办全国大学生智能车竞赛。该项比赛已列入教育部主办的全国五大竞赛之一。2006年8月19、20日，第一届大学生智能车竞赛在清华大学举行，取得了良好的效果。比赛规定“参赛选手须使用大赛组委会统一提供的竞赛车模，采用飞思卡尔16控制器MC9S12DG128作为核心控制单元，自主构思控传感器信号采集处理、控制算法及执行、动力电机驱动、转向舵机控制等，完成智能车工程制作及调试，于指定日期与地点参加场地比赛。参赛队伍之名次（成绩）由赛车现场成功完成赛道比赛时间为主，技术方案及制作工程质量评分为辅来决定”，“须采用统一提供的车模，须采用限定的飞思卡尔16位微控制器 MC9S12DG128 作为唯一控制处理器，车模改装完毕后，尺寸不能超过：250mm 宽和400mm长，高度无限制”，“跑道宽度不小于600mm，跑道表面为白色，中心有连续黑线作为引导线，黑线宽25mm”。
武汉大学的两支代表队“风之影”和“光之影”队参加了第一届智能车比赛，并取得了两个三等奖的好成绩。第二届大学生智能车竞赛将于2007年7月至8月举行，本文即是围绕着这一比赛设计的智能赛车方案。
1.2 国内外发展情况
智能车竞赛最早始于韩国，2000年韩国汉阳大学承办了第一届智能车竞赛，并由飞思卡尔（Freescale）公司赞助，至今已经举办了6届，每年大约有100余支大学生队伍参加比赛。智能车的设计制作，其专业知识设计控制、模式识别、传感技术、汽车电子、电器、计算机和机械等多个学科，对学生的知识融合和实践动手能力的培养，以及高等学校控制和汽车电子学科学术水平的提高，具有良好的产期推动作用。
我国则于2006年8月举办了第一届大学生智能模型车竞赛，反响热烈，取得了很好的效果。
1.3 本文所作的工作
为准备第二届全国大学生智能车竞赛，我们进行了长时间的准备。本文主要介绍了利用单片机获取CMOS图像传感器的数字图像，使用图像处理的方法获取赛道信息，控制赛车在规定的比赛跑道上高速稳定地运行。
本文也提出了一种不需要利用DSP或FPGA等器件，使用单片机和FIFO（先入先出存储器）实现数字摄像头高速图像采集的新方法，在要求图像精度不高的情况下达到每秒60帧的采集控制速度。
本文实践了PID控制算法和Bang-Bang控制在智能赛车上的应用，取得了良好的效果。同时还设计了双H桥芯片的直流电机驱动电路，实现了快速加速和电磁制动刹车的效果。
