第二届飞思卡尔杯全国大学生.doc

第二届“飞思卡尔”杯全国大学生
智能汽车邀请赛
技术报告
学校: 天津工业大学
队伍名称: 天津工业大学二队
参赛队员: 黄加勇
陈华伟
魏翼鹰
带队教师: 熊慧
关于技术报告和研究论文使用授权的说明
本人完全了解第二届“飞思卡尔”杯全国大学生智能车邀请赛关于保留、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、图像数据,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:
第一章引言 5
智能车车制作情况 5
技术报告内容安排说明 5
第二章赛车整体设计 7
系统硬件模块设计 7
软件结构流程 9
第三章智能车系统方案的选取 11
11
红外发光管布局及安装 11
数据采集处理 12
不足之处 12
13
双排红外发光二极管布局 13
控制策略 13
不足之处 14
14
14
15
方案选取 15
第四章赛车机械结构调整 16
底盘的调整 16
前轮的调整 16
后轮距及后轮差速的调整 17
齿轮传动机构的调整 17
舵机的改装 18
摄像头的安装 19
第五章图像采集模块 21
摄像头结构、工作原理和输出信号制式 21
21
工作原理 21
输出图像结构 22
检测黑线原理 25
CMOS摄像头的选取 25
LM1881视频分离模块 25
SS2000B黑白摄像头测试 27
视频信号数据采集 28
视频采集电路 28
软件采集流程 29
第六章电机驱动模块 33
驱动电路的设计 33
MC33886原理: 33
软件初始化编程 35
第七章舵机转向模块 36
舵机的结构 36
舵机工作原理: 36
舵机的基本资料: 37
舵机的控制方法: 37
舵机的初始化编程: 38
第八章电源分配模块 39
5V稳压电路 40
9V稳压电路 43
第九章测速模块 43
测速的硬件部分 43
测速模块使用的电路如下: 43
测速的软件部分 43
第十章摄像头数据处理算法 48
摄像头行数据的处理 48
摄像头帧数据的处理 48
第十一章总结 51
参考文献 52
第一章引言
智能车车制作情况
智能车的制作从2007年3月到2007年8月,倾注了队员的汗水和心血。系统方案由单排红外管到双排红外管识别路径,D摄像头和CMOS摄像头的路径识别传感器的选取,历经了漫长的过程,以及电机使用MC33886驱动和队员设计的电机驱动电路的选取。
三名队员克服了测速模块74LS14史密特触发器产生波形的上升沿有毛刺的干扰、使用QCUP12无线模块进行调试、CMOS传感器输出PAL电视机制式的原理以及图像数据的采集和处理、多个中断联合使用的时序问题、广角镜头最远处照射范围广干扰大以及多个不同焦距镜头的选取等许多问题,在制作过程中并对智能车的机械结构,如舵机的架高、舵机臂的加长、前轮倾角的调整、后轮差速模块的调节、整车重心的设计及调整等。同时队员在制作过程,不断克服困难,分析问题,解决问题,总结经验并做了相应的笔记。
本队在华北赛区取得了第三名的优异成绩,有幸参加在上海交通大学举办的全国总决赛。现向组委会提交本队技术报告,本文详细介绍系统方案的选取、整车的参数、传感器的选取及个数、MC9S12DG128单片机最小系统,各个模块的电路设计及工作原理,硬件结构的设计和改进、软件的控制策略等。
技术报告内容安排说明
此技术文檔的正文部分大致分为十二个部分:第一章,引言部分,介绍比赛背景,技术报告内容安排说明,智能车制作情况等。第二章,赛车整体设计,从硬件及软件方面简单的介绍了赛车结构。第三章,智能车系统方案的选取,介绍了单排红外光电管方案、D摄像头方案以及智能车的最终方案CMOS摄像头方案。第四章,赛车机械结构调整,具体介绍了对赛车各个机械部分的调整,使其达到最佳状