第七届“飞思卡尔”杯全国大学生
智能汽车竞赛
技 术 报 告
学 校：队伍名称：参赛队员： 带队教师：
陕西理工学院 陕理工摄像头1队 李刚 贾鹏 刘俊刚
刘沛
I
马帅旗
关于技术报告和研究论文使用授权的说明
本人完全了解第七届“飞思卡尔”杯全国大学生智能汽车竞赛关保留、使
用技术报告和研究论文的规定，即：参赛作品著作权归参赛者本人，比赛组委会和飞思卡尔半导体公司可以在相关主页上收录并公开参赛作品的设计方案、技术报告以及参赛模型车的视频、图像资料，并将相关内容编纂收录在组委会出版论文集中。
参赛队员签名： 带队教师签名： 日 期：
II
摘要
本文详细介绍了我们队为第六屇Freescale 智能汽车大赛而准备的智能车系统方案。该方案以Freescale 公司的MC9S12XS128 单片机作为系统的控制核心，采用OV7620 数字摄像头采集赛道信息，根据采集到的数据信息分析行驶路径以及用光电对管对起跑线进行检测停车。采用PD 算法对赛车的舵机和直流电机进行闭环控制，并根据跑道的弯曲程度采用不同的控制策略。在机械结构方面，通过对赛车前轮定位参数的优化，底盘的降低和对舵机输出力臂的加长，进一步提高了赛车的性能。在赛车的调试方面，通过采用无线串口模块、LED 状态指示灯和遥控停车1 等，大大方便了算法调试和加快了调试进度。经过实际测试，整个赛车系统能在规定的跑道上稳定地行驶。在文中将介绍系统的整体方案，具体模块的软硬件设计，机械改造，以及调试等内容。
关键词：智能车、寻线、中线扫描、S12 单片机、图像采集、PID
III
目录
第一章 引言 ........................ 错误！未定义书签。
1.1大赛背景 .......................................... 1 1.2技术报告内容安排说明 .............................. 1
第二章 系统方案设计 ............................... 2
2.1摄像头方案的选择 .................................. 2 2.2系统硬件方案设计概述 .............................. 2
第三章 模型车机械设计说明 ....................... 3
3.1前轮倾角的调整 .................................... 3 3.2齿轮传动机构调整 .................................. 4 3.3舵机的安装方式 .................................... 4 3.4底盘和重心的调整 .................................. 5 3.5摄像头支架的固定 .................................. 6 3.6编码器的安装 ...................................... 7
第四章 硬件电路的设计 ............................ 9
4.1 CPU选型 .......................................... 9 4.2电源模块设计 ..................................... 10 4.3驱动电路设计 ..................................... 11 4.4测速模块 ......................................... 13 4.5液晶显示模块 ..................................... 13 4.6起始线和停车线的识别 ............................. 14
第五章 软件系统设计与实现 ...................... 15
5.1 MC9S12XS128MAA单片机的应用概述 .................. 15 5.2摄像头采样与黑线识别 ............................. 16
IV
5.3算法 ............................................. 18 5.4 PID控制 ......................................... 25
第六章 调试软件 .................................. 28
6.1开发工具 ......................................... 28 6.2 MultiViewer ...................................... 28 6.3串口调试助手 ..................................... 30
第七章 结论 ....................................... 31 致谢.................................................. 33 参考文献 .............................................. 34 附录A 源程序代码 ................................. 35
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