智能车培训软件设计PPT课件

1、西北工业大学智能车协会2021-11-21问题问题1：智能车最终实现了什么？或做了哪些动作？第1页/共30页西北工业大学智能车协会2021-11-22问题问题2：为什么说智能车“智能”？“智能”的程度？第2页/共30页西北工业大学智能车协会2021-11-23智能车的组成：智能车的组成：软件硬件硬件机械机械第3页/共30页西北工业大学智能车协会2021-11-24第4页/共30页西北工业大学智能车协会2021-11-25第5页/共30页西北工业大学智能车协会2021-11-26第6页/共30页西北工业大学智能车协会2021-11-27硬件系统结构硬件系统结构(CCD)(CCD)第7页/共30页

2、西北工业大学智能车协会2021-11-28软件设计软件设计 1 初始化 基础 2 道路信息的采集准备 3 道路信息的提取难点 4 方向的控制关键（1） 5 速度的控制关键（2）第8页/共30页西北工业大学智能车协会2021-11-29整体流程整体流程初始化信息采集信息处理舵机控制电机控制停车判断停车第9页/共30页西北工业大学智能车协会2021-11-2101 初始化初始化 了解XS128各个模块的功能，能够正确 初始化各个模块，让芯片处在正常工作状态。第10页/共30页西北工业大学智能车协会2021-11-2111 初始化初始化第11页/共30页西北工业大学智能车协会2021-11-212

3、（1） 时钟模块 （2） I/O模块 （3） ECT模块 （4） AD模块 （5） PWM模块1 初始化初始化第12页/共30页西北工业大学智能车协会2021-11-213 时钟初始化1 初始化初始化REFDV=1;SYNR=5; /总线时钟=16MHz*(SYNR+1)/(REFDV+1)=48MHzwhile( CRGFLG_LOCK=0); /等待VCO达到稳定 CLKSEL=0 x80; /打开PLL第13页/共30页西北工业大学智能车协会2021-11-214 I/O初始化1 初始化初始化DDRT=0; /测速接口PT7设置为输入DDRH=0 x00; /场同步接口PH1设置输入DD

4、RB=0 xFF; /调试灯B口设置输出DDRK=0 xC0; /拨码开关设置输入PORTK_PK7=0;第14页/共30页西北工业大学智能车协会2021-11-215 ECT初始化1 初始化初始化TIOS=0 x0F; /0-3通道设置为输出比较， 4-7通道设置为输入捕捉TIE=0; /初始化时,屏蔽所有通道的中断TSCR2=0 x04; /溢出中断，计时器频率由总线频 率16分频得到=3.125MHzTCTL3=0 x40; /检测上升沿TSCR1=0 x80; /启动ECT模块及计数器 IRQCR=0;第15页/共30页西北工业大学智能车协会2021-11-216 AD初始化1 初始化

5、初始化ATD0CTL1=0 x00; /7:1-外部触发,65:00-8位精度,4:放 电,3210:chATD0CTL2=0 x40; /禁止外部触发, 中断禁止 ATD0CTL3=0 x08; /左对齐无符号,每次转换1个序列, No FIFO, Freeze模式下继续转 ATD0CTL4=0 x00; /765:采样时间为4个AD时钟周期，ATDClock=BusClock*0.5/PRS+1ATD0CTL5=0 x00; ATD0DIEN=0 x00; /禁止数字输入 第16页/共30页西北工业大学智能车协会2021-11-217 PWM初始化1 初始化初始化PWMCTL=0 xF0;

6、 /将PWM4和PWM5合成16位，PWM01合并，PWM23合并，PWM67合并PWMPRCLK=0 x33; /时钟A=时钟B=bus clock/8=50M/8=6.25MPWMSCLA=0 x01; /时钟SA=时钟A/2/1=3.125MPWMSCLB=0 x01; /时钟SB=时钟B/2/1=3.125MPWMCLK=0 xF0; /时钟A控制PWM0和PWM1，B控制PWM2和 PWM3，SA控制PWM4和PWM5，SB控制PWM6和PWM7PWMPOL=0 xFF; /所有通道位极限为1PWMCAE=0 x00; /所有通道左对齐 PWMPER01=625; /电机正转频率为6

7、.25MHz/625=10KHzPWMDTY01=0; /电机正转初值赋0PWMPER23=625; /电机反转频率为6.25MHz/625=10KHzPWMDTY23=0; /电机反转初值赋0PWMPER67=62500; /舵机频率为3.125MHz/62500=50HzPWMDTY67=4820; /舵机初值居中PWME=0 xFF; /启动PWM第17页/共30页西北工业大学智能车协会2021-11-2182 道路信息的采集道路信息的采集 将当前的道路实际信息正确采集。 理解信息采集的原理，通过编程实践能够正确采集跑道信息。第18页/共30页西北工业大学智能车协会2021-11-219

8、2 道路信息的采集道路信息的采集 (1) 传感器的选择稳定、合适 摄像头：第19页/共30页西北工业大学智能车协会2021-11-2202 道路信息的采集道路信息的采集 光电：发射器和接收器 电磁：电感线圈和干簧管第20页/共30页西北工业大学智能车协会2021-11-2212 道路信息的采集道路信息的采集 (2) 采集的基本原理 a 摄像头组采集的是一幅图像，二维。以视频的制式进行采集，n个点组成一行，m行组成一幅图像，每点有一个灰度值，构成一个二维点阵。第21页/共30页西北工业大学智能车协会2021-11-2222 道路信息的采集道路信息的采集(2) 采集的基本原理 b 光电组和电磁组采

9、集的是一行点，一维。采集到的道路信息比较少，依靠光电接收器和电感线圈来采集信息，AD对光电管或电感线圈的电压值进行转换将模拟信号转化为数字信号处理。第22页/共30页西北工业大学智能车协会2021-11-2233 道路信息的提取道路信息的提取 黑线提取：采用相应算法正确提取黑线（铜导线）的位置。第23页/共30页西北工业大学智能车协会2021-11-2243 道路信息的提取道路信息的提取 摄像头组：基本的思路（只是一种方法）：（1）从图像的首行（距离车模最近的一行）开始搜索提取；（2）在前几行将黑线的位置确定下来（注意各种特殊的情况）；（3）采用边缘扩展法提取剩余行的黑线（要注意处理斜十字叉等

10、）。第24页/共30页西北工业大学智能车协会2021-11-2253 道路信息的提取道路信息的提取 光电组和电磁组：由于采集到的信息只是一行点，信息比较少，要求能够准确的将黑线提取出来，提高抗外界干扰的能力。基本方法：一般采用归一化手段来处理。先求出一个归一化的参考阈值，然后对多有点进行归一化后的自动阈值选取。第25页/共30页西北工业大学智能车协会2021-11-2264 方向的控制方向的控制 通过控制舵机的转向，来改变小车的行驶方向，实现不同的路径（优化路径或路程最短）。 摄像头组：一般采用PID控制、模糊控制进行舵机控制，将点块划分模糊化，减少小车的抖动。可以对不同的路径采用差异化处理，实现路径的优化。 光电组和电磁组：一般使用PID控制，尽量减少小车的抖动。由于前瞻比较近，路径优化比较困难。第26页/共30页西北工业大学智能车协会2021-11-2275 速度的控制速度的控制 一般情况，根据舵机的控制量及其变化量来控制电机，通过加减速，实现小车的高速平滑行驶。 测速：获得当前小车的速度。 基本策略：Bang-Bang控制：使用很大的加速度进行加减速，加减速度快。PID控制：通过公式计算，进行加减速