2.1 智能巡线车方案比较
2.1.1 黑线识别方案
在黑线识别方面，通常采用的传感方案有两种：红外传感器方案、视觉 CCD传感方案。两种方案各有优缺点：
红外光电管方案的优点是：对单片机资源消耗少；响应速度快，但是明显的缺点是：受制于传感器的数量，赛道空间分辨率低；对于智能车前方路面不能预判，前瞻性差。
摄像头传感方案的优点是：赛道分辨率很高；前瞻性较强；但是缺点是：对单片机片内资源消耗大；实时性略差。
由于 DG128单片机的片内资源比较丰富，功能强大，因此最终决定采用面阵 CCD摄像头传感方案用于黑线识别。
2.1.2 车速的测量
由于智能车驱动电机的机械特性很软，因此，在车速控制上，就必须采用闭环控制，这就需要实时、精确的测量智能车的实际速度。
在车速的测量上，可以采用的方法有：
（1）光码盘测速
可以将自制的光码盘安装在驱动轴上，通过记录脉冲数或者脉冲间隔来达到测速的目的。这种方案的精度较高，但是由于已经采用了摄像头传感方案，需要单片机片内高速 AD连续工作，记脉冲数或者测脉宽的方式可能在程序的执行过程中中，打乱高速 AD的顺序流，因此，没有采用。
（2）编码器
可将编码器通过齿轮与驱动轴上的齿轮啮合，检测编码器输出的数据，就能方便的转换为实际的车速。但是，一般的编码器都有一定的重量，会增大智能车在行驶过程中的阻力，影响高速行驶。
（3）测速电机
将测速电机与驱动轴齿轮啮合，测速电机两端电压就代表了实际的车速。虽然，测速电机会有一定的延时，但是测速电机的重量很轻，机械阻力很小，而且采用单片机的另一路 AD采样得到速度值，对单片机的负荷也比较小。
最终，采用了测速电机作为驱动电机闭环控制系统中的检测装置。
2.2 系统的总体结构
2.2.1系统结构框图：
图 2-1 系统结构框图
2.2.2 系统各部分的主要功能
（1）面阵 CCD型摄像头
CCD传感器可以将智能车前方很远的道路图像映射到 CCD器件中，从而得到智能车前方很大范围内的道路信息。通过软件算法，可以实现对赛道中黑线的识别，得到道路的方向、曲率等信息。本设计中采用的摄像头，标称供电电压9V，影像传感器为1/3” CCD，清晰度380TV，足以完成检测赛道黑线的任务。
（2）测速电机
用于实时检测智能小车的车速，通过A/D 转换后，将速度值反馈回单片机，用于对智能车的速度进行闭环控制。本设计中采用小型电机作为测速电机使用，经实验验证，该电机的输出电压与电机转速间具有较好的线性关系，能够满足精度并不非常高的车速测量要求。
(3) 舵机 Futaba S3010
工作原理为：控制信号->控制电路板->电极转动->齿轮组减速->舵盘转动->位置反馈电位计->控制电路板反馈，即控制量->舵盘角度。
三线连接：（黑）地线，（红）电源线，（白）控制线。
由单片机输出PWM信号接舵机控制线，即能使舵机在正负45度范围内转动，控制方法如图2-2：
图 2-2 舵机控制方法
舵机控制输入的脉宽和角度的对应关系如图2-3：
图 2-3 舵机转角与 PWM脉宽关系
（4）电机驱动芯片 MC33886
MC33886为飞思卡尔公司的集成 H桥驱动芯片。
它具有如下特点：工作电压从 5.0V到40V；输出电流可达5.0A；导通电阻120毫欧姆；TTL/CMOS输入；PWM信号频率可达10kHz；内部集成短路保护、欠压保护、过温保护等模块，安全性高。
将单片机的两路 PWM输出接到 MC33886芯片的IN1、IN2脚，通过2路PWM波的占空比不同，可以实现正转、正转制动、反转、反转制动，分别对应于直流电机的四象限运行。
（5）驱动电机
本次比赛统一采用 RS380-SH型他励直流无刷电机，电机参数如下表。
表 2-1 电机特性表
(6) 其他外围电路
包括供电电路与其他辅助电路。
完成后的智能车如图2-4：
图 2-4 智能巡线模型车
2.3 小结
本章主要对智能车的总体设计方案进行了分析。讨论了黑线识别部分和速度检测部分的设计方案，综合考虑，并结合舵机、电机的控制方法，最终确定了由面阵 CCD图像传感器检测赛道信息、测速电机实时检测智能车速度。由S12单片机将传感部分输入的信息综合分析，输出控制量，控制智能车完成控制目标。本章还对智能车的主要组成部分做了介绍。
