摄像头组-i-speed队第十届飞思杯全国生

队伍名称：I-Speed参赛队员：朱张俊本人完全了解第十届“飞思”杯大学生智能汽车竞赛关保留、使日第一章 第七章结 参考文 第一章 本文以第十届“飞思”杯大学生智能汽车竞赛为背景，详细地阐述的多方面的学科知识。本智能车系统以飞思32位微控制器MKL26Z256VLL4作为，以脉宽调制（）控制方式控制直流电机和转智能在本系统中采用飞思32位控制MKL26Z256VLL4作为控入捕捉功能进行脉冲计算获得速度；转向舵机采用PID控制；驱动电机采用鲁智能车的实际2.1要的作用。根据的相关规定，今年头组的比模为C型车模。多余不B性车模单电机智能C车模此次竞赛的车模选用由科宇通博科技提供的C型车模。车模外形如图3.1所示。6舵机模默认的安装方法，但是它存在着安装后会导致左右两边的连杆不等长的问题，上还需要进行多次的实验，以确定最佳的机身。图3.2舵机安装视图 图3.3舵机安装视图编的安装方图 编安头的选择、安装及比赛可供选择的头中，ov7620和ov7725可供选择，但是ov7620需要进行二值化，而ov7725头模块可进行硬件二值化，让到的图像信息更加准确，于是选择了ov7725头。图 红外接收模块图 重心过仔细的分析了和实际的测试最终将电池放在车子的后面。硬件电路设计路时尽量使其简洁，减少元器件的数量，缩减PCB电路的面积使得电路部分的电路灯等。为减小，电机驱动模块与主板模块分开。4.1PCB4.2 稳压电路模块本系统中电源稳压电路分别需要有+5V，+3.3V供电。+3.3V给单片机、头、键盘拨码、编模块供电；+5V为舵机模块、电机模块供电。图 LM1117提供电流限制和热保护。电路中包含一个调节的带隙参考电压以确保输图 LM1117原理 是一个可以进行调节的稳压输出，找出合适的电压5V和舵机相匹配

图 LM2941原理4.6第五章智能车设计基础及功能实学的算法使车子更快更稳定。OV7725头进行赛道识别，图像及校正处理是整个的内容。在舵机控制方面，采用PD控制算法精确控制方向，在速度控制方面，使用了经典PID控制算法，理论计算配合实际参数精5.1整体构架N YNY图5.1整体构架图像图像信号处理中提取的赛道信息主要包括：赛道两侧边沿点位置、通头的前瞻对赛道十分关键，采用等距离采样选择图像行，图像的最底一行对应最近处5cm，最顶一行对应远处105cm,图像共50行，对应前瞻总长为10cm。由于头自身的特性，图像会产生梯形式变形， 第五章智能车设计基础及功能实否是否是5.25.3图5.4处理后图第五章智能车设计基础及功能实图5.5交叉处理后图5.6S舵机Ki置零的情况下，舵机在这种动态随动系统对动态响应性能要求更高。更重要的是，通过合理调节Kp参数，发现车能在直线高速行驶时仍能保持车身非常稳定，没有震荡，所以基本没有必要使用Ki参数；其中，P项是在图像中选片中的位置相减，从而反映其变化率，在测试中，发现增加P项系数可以降低P数而增D数可以使车模在大S内切线的程度增加，在大半径弧线中的切线量减少过选择转向参考行PD数以及调整转角曲线，可PIDPID调节。PID70年历史，它以其结难以采用时，系统控制器的结构和参数必须依靠经验和现场调试来确定，这时应用PID控制技术最为方便。即当不完全了解一个系统和被控对象，或不能通过有效的测量来获得系统参数时，最适合用PID控制技术。PID控制，实际中也有PIPD控制。控制，故称PID控制器，原理框图如图4.10所示。5.7PID第五章智能车设计基础及功能实e(k)r(k u(k)

{e(k)

e(j)

TD[e(k)e(k

PTI Pk——采样序号，k=0，1，2…； r(k)——第k次给定值；c(k)——第k次实际输出值； u(k)——第k次输出控制量；e(k)——第k次偏差； e(k-1)——第k-1次偏差；KP——比例系数 简单说来，PID控制器各校正环节的作用如下：式PID控制算法。位置式PID控制算法的缺点是：由于全量输出，所以每次输出均与过去的所谓增量式PID是指数字控制器的输出只是控制量的增量ᇞu(k)。导出提供增量的PID控制算式。由式(5.2)可以推出式(5.3)，式(5.2)减去式(5.3)u(k1)

{e(k1)

k

e(j)

TDek1)ek2(PTIj PPu(k)K{[e(k)e(k1)]Te(k)TD[e(k)2e(k1)e(kP KPe(k)KIe(k)KD[e(k)e(k式中e(k)e(ke(k1)KKTKDKPTT TTI公式(5.4)PID控制算法，可以看出由于一般计算机控制系统采TKP、TI、TD，只要使用前后三次测量值的大。使用时，常选择带死区、积分分离等改进PID控制算法。第五章智能车设计基础及功能实PID现在PID的整定方法基本上就是经验法即实验凑试法，实验凑试法是通过凑试参数，直至出现满意的响应，从而确定PID控制参数。则应加入微分控制，构成PID控制。先置微分时间TD=0，逐渐加大TD，同时相应地改变比例系数和积分时间，反复试凑至获得满意的控制效果和PID速度控制原则控制速度，并利用PID控制方略调节速度。KD对Kp，使用了kp随有限行变化的方较短，可以实现直路kp小，弯道kp大的效果。voidspeed_work(int16g_left_speed,int16{floatleef_left_speed=g_left_speed-left_speed;leef_right_speed=g_right_speed- ight_speed)/1000+20*(leef_right_speed_pro_pro- elseif( else _right_speed<- _right_speed=- _init(MOTOR_TPM,MOTOR1_,MOTOR_HZ,500- _init(MOTOR_TPM,MOTOR2_,MOTOR_HZ,500+ _left_speed); _init(MOTOR_TPM,MOTOR3_,MOTOR_HZ,500- _init(MOTOR_TPM,MOTOR4_ }开发IAREmbeddedWorkbenchIDEEmbeddedWorkbenchforARMIARSystemsARM微处理器开发的一个集成开发环境(下面EWARM中包含一个全的模拟程序(simulator)。用户不需要任何硬件支解和评估IAREWARM的功能和使用方法。6.2仿是MathWorks公司的商业数学，用于算法开发、数据和两大部分。使用对sd卡来的图像进行预处理图像滤波去噪等处理，以及边线中线的处理，并在效果理想的时候移植到单片机上仿真十分方便，可以通过电脑屏幕直接观察到处理后的效果，非常直观，在最初的一段时间里，帮助顺利的让小车跑起来。从去年开始,到现在半年多的时间里,都在为飞思智能车忙碌在此竞赛中使得认识到自己的不足，明白了的做事的方法和提高我激励和帮助，感谢飞思公司提供的比赛。（1）大学生智能汽车设计基础与实践著电子工业（2），现代数字电路基础科学（3）强．C程序设计.：KennethR.Castleman．数字图像处理．．电子工业．单片机原理及应用．．机械工业锐曲立国．PID控制器参数整定．科学#include"include.h"int8#defineSTEER_KI#defineD_D-#define uint8int8direction_value; int16D_value_pro=80;uint8steer_KP;int8int16uint8uint8flag=0;int8Site_tsite ={25,0};#defineS3010_TPM #defineS3010_CH #defineS3010_HZ //电机初始化PTC12PTE31PTC13PTC5#defineMOTOR1_IOPTC12#defineMOTOR2_IOPTE31#defineMOTOR3_IOPTC13#defineMOTOR4_IOPTC5#defineMOTOR_TPM #defineMOTOR1_#defineMOTOR2_#defineMOTOR3_#defineMOTOR4_#defineMOTOR1__IOTPM0_CH0#defineMOTOR2__IOTPM0_CH1#defineMOTOR3__IOTPM0_CH2#defineMOTOR4__IOTPM0_CH3#defineMOTOR_HZ(20*1000)voidvcan_sendimg(uint8*imgaddr,uint32imgsize);voidimg_extract(uint8*dst,uint8*src,uint32srclen);voidPORTA_IRQHandler();voidvoiddirection_control_init();voiddirection_work();voidspeed_control();typedefstructpid{int16PID_P;int8PID_I;floatPID_D;int16Error;int16PrePreError;int16ErrorSum;int16now_speed;int16speed_back;}MYPIDvoid{steer_KP= _init(S3010_TPM,}int8{int8uint8line=45;uint8int8D_value;//定义像间的差值变int8left=-1;int8left_flag=1;int8right_flag=1;int8stop=0; {left_flag=0;right_flag=0;1]>img[line*80+j-2])){left=j;left_flag=1;}//elseleft_flag=0;1]<img[line*80+j-2])){right=j;right_flag=}//elseright_flag={left=j;right_flag=}}{/*if(left_flag==0&&right_flag==0&&img[line*80+j+80]>0&&img[line*80+j-80]>0)//

{D_value=right+left;D_value_pro=D_value;stop=1;}*/else{right=left+64;D_value=left+left+D_value_pro=D_value;}else{D_value=right+right-D_value_pro=}/*else{//if(79<D_value<81)D_value=0;right=left+64;D_value=left+right;D_value_pro=D_value;else //elseled_turn(LED2);LCD_num(site,(int16)D_value/2,//returnD_value-}} ++)//{left_flag=0;right_flag=0;1]>img[line*80+j-2])){left=j;left_flag=}1]<img[line*80+j-2])){right=j;right_flag=}}{else{}else{}{}{}else}{if((img[line*80+j]<img[line*80+j+10])&&(img[line*80+j]<img[line*80+j-{left=j;right_flag=}{//if(79<D_value<81)D_value=0;right=left+64;D_value=left+right;D_value_pro=D_value;}} ++)//{left_flag=0;right_flag=0;((img[line*80+j+1]>img[line*80+j])||(img[line*80+j]>img[line*80+j-1])||(img[line*80+j-

{left=j;left_flag=}//elseleft_flag=0;1]<img[line*80+j-2])){right=j;right_flag=}elseright_flag=}{D_value=200;flag=1;D_value_pro=D_value;}{D_value=0;flag=1;D_value_pro=D_value;}{D_value=//}{}returnD_value/2-}int16steerPidExe(int16setPou16int16feedPou16)//{registerfloatnowError=setPou16-feedPou16; mysteer_pid.ErrorSum=(int16)(nowError+mysteer_pid.PreError+mysteer_pid.PrePreError); dError=nowError-mysteer_pid.PreError; mysteer_pid.PrePreError=mysteer_pid.PreError;mysteer_pid.PreErrorreturnint16)((steer_KP* mysteer_pid.PID_D* }*speed_control_init函**void{ _init(MOTOR_TPM,MOTOR4_,MOTOR_HZ,100);//IO管脚配置/*tpm_ _duty(MOTOR_TPM,MOTOR1_ _duty(MOTOR_TPM,MOTOR2_,0); _duty(MOTOR_TPM,MOTOR3_,10); _duty(MOTOR_TPM,MOTOR4_}***void{//speed_flag=1 { _duty(MOTOR_TPM,M