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基于Freescale 公司的16 位HCS12 单片机设计一种智能车系统。在该系统中,由CMOS 摄像头1 U+ K1 w3 ~, P0 W& u
实现路径识别,通过对小车的闭环控制,使小车能按照任意给定的黑色引导线平稳地寻迹。实验证明:系
" U/ b6 O/ i6 o) y统能很好地满足智能车对路径识别性能和抗干扰能力的要求,舵机调节响应时间快,稳态误差小,具有较
. f0 m. k7 X* u好的动态性能和良好的鲁棒性。
$ W2 c' S$ e: U. A( a) [2 z9 \. L# O) `0 N' Z
一、引言8 e* U7 h0 T, {% N. U2 W# K8 f2 g
智能汽车是一种集环境感知、规划决策、自动行驶等功能于一体的综合系统,集中的运用到自动控制、+ a4 _- P7 H+ s
模式识别、传感器技术、汽车电子、电气、计算机、机械
" \* U4 G( w% K* y1 `7 \等多个学科,是典型的高新技术综合体,具有重要# a5 X, }) l5 w
的军用及民用价值。通常,智能车系统要求小车在白色背& ?/ q" D% k2 Z! l- T3 j/ t q
景的场地上,通过对转向角和车速的控制,使小车能自动* t2 p8 V# i4 \
地沿着一条任意给定的黑色带状引导线行驶。
+ M4 p8 f M! \ ~0 W本文基于低功耗CMOS 摄像头设计了一种智能车,并
! d1 J$ t7 Y& Q, ^) s/ D, g) w完成了给定的任务要求。* g1 L% d0 ?1 T1 R+ i+ c# e3 M0 k
二、系统总体方案+ ?9 n9 ]* i" @! l
该系统主要由HCS12 控制核心、电源管理模块、电机
; Q" W/ ~1 R) ]# ]% w驱动模块、路径识别模块、转向舵机控制模块和速度检测. |9 A' V' h* |2 b
模块组成,其结构框图如图1 所示。% @( \3 k% w1 _9 m8 Y. @
路径识别功能由面阵CMOS 摄像头实现,将视频信号
# y5 r/ S) s( R* t! m二值化为128×64pix 的图像后送入微处理器进行处理。舵机1 O f: Y7 ~7 d4 F
控制采用非线性P 算法进行调节,而车速控制采用的是PID
% u8 V) q$ M! v; }- e) k$ k/ Z算法。软件设计中实时采集路况信息和实时速度,实现整
1 ^0 T' K7 b$ x0 Z5 U Q, i4 Q; D8 z7 }个系统的闭环控制。
6 R/ z) p2 U8 g三、系统硬件设计- w+ C: J3 B4 e- U3 X
系统的硬件主要包括:HCS12 单片机主控电路、图像同+ r6 ]; S" J* {! t
步信号分离电路、二值化电路、电源管理电路、电机驱动2 b Q7 H1 ~, z# e
板、波形整形电路、测速电路几部分,其系统结构如图2 所
) z8 C( ~5 r+ O; O+ A% a4 j7 J+ r, m5 e* {7 \7 x, O1 k, R& ~, U& ~
. m" m) U2 c* h$ I6 D3 b+ P2 L+ f J
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