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数字式CMOS摄像头在智能车中的应用














毕业设计(论文)

题 学

目 院

数字式 CMOS 摄像头在智能车中的应用

计算机与控制工程 自动化 093 王 舒 宁 戴 学 丰

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专业班级 学生姓名 指导教师 成 绩

2013 年

6月



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齐齐哈尔大学毕业设计(论文)

摘 要
伴随着电子和汽车业的不断发展 , 业内研究重点主要开始向具有自动的识别的道 路的功能而且足够智能化的汽车转移.智能车又称轮式移动机器人,使用在科学探索、 工业生产等各领域. 针对于眼前智能车辆研究的重中之重主要靠拢于在视频质量及目标 测定、道路的跟踪以及智能避障等等方面.本课题设计的智能小车主要内容是拥有能够 跟踪黑颜色的纸线行走而且能够在一些特殊的路面上轻松行驶(例如带拐弯部分、坡路 部分等等的特定道路)同时能够自动跟踪并识别其行驶路线的智能车辆。 本文中的智 能小车用到了以基于 CMOS 的摄像头作为道路识别传感装置 , 以直流电驱动小车行驶 , 通过舵位平衡装置系统来改变车辆的方向选择.完成该智能小车系统中硬件部分和软件 部分的全部设计, 本文同时探讨了如何继续加强小车的稳定性以及小车控制算法对行 驶速度的设计要求. 使设计出的小车可以通过自身运动速度和方向的调整来沿赛道快 速行驶. 本设计中的硬件部分基于FreescaIe 公司的16位单片机MC9S12XS128。在这 个系统里的CMOS摄像头可以通过道路感知,从而对小车实施命令控制,能够让小车无论 在怎样给定的引导黑线都能平稳地寻迹。 理论上该系统在各方面功能和性能都非常能够 支撑车辆对道路影响的要求,舵位平衡装置部分反应迅速,系统稳定指数很高,响应性 能非常高。采用基于MC9S12X128的16位单片机作为控制系核心, 智能小车的视频处理 电路、电机驱动电路以及电源电路, 给出了道路图像采集算法、抗干扰和抗反光的黑线 提取算法、舵位平衡装置转向和速度调节的PID 控制算法、赛道识别和弯道控制算法, 制作的智能小车能通过对自身运动速度和方向的实时调整实现沿赛道快速稳定地行驶。 关键词:智能小车; 路径识别; PID 控制,摄像头检测;微控制器;PWM 控制;

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Abstract
Along with the continuous development of the electronics and automobile industry, the study mainly began to automatic recognition of the function of the road and intelligent enough car transfer. Intelligent vehicle or wheeled mobile robot, for use in scientific research, industrial production and other fields. In the eyes of priority among priorities in intelligent vehicle research mainly near to the determination, in the video quality and the target path tracking and intelligent obstacle avoidance and so on. Intelligent vehicle is the main content of this paper is to have to follow the black color paper line walking and can easily travel in some special road (road such as specific belt corner part, slope road section and so on) at the same time can automatically tracking and recognition of its route for intelligent vehicle. Intelligent car in this article uses road recognition sensing device with CMOS camera based on as, with DC drive car travel, the rudder position balance device to change the direction of the vehicle system. Complete the hardware design of the intelligent car system and software part, this paper also discusses how to strengthen the stability of the trolley and vehicle control algorithm design requirement of the running speed. The design of the car through its movement speed and direction of the adjustment to track fast moving along. Hardware part of this design based on 16 bit MCU MC9S12XS128 FreescaIe company. In this system the CMOS camera can be perceived by road, thus the implementation of command and control of the car, can let the car regardless of how a given guide line can smooth tracing. Theory of functions in all aspects and performance of the system is able to influence support vehicles on road requirements, rudder position balance device part of rapid response, stability index is very high, very high response performance. Based on the 16 bit MCU MC9S12X128 as the core control system, intelligent car video processing circuit, motor drive circuit and power circuit, given the way the image acquisition algorithm, anti-jamming and anti reflective black line extraction algorithm, rudder position balance device of steering and speed regulation of PID control algorithm, track recognition and curve control algorithm, intelligent car making travel along the track to achieve fast and stable by adjusting the speed and direction of its movement. Keywords: Intelligent ash vehicle; path recognition; PID control, camera detection; micro controller; PWM controller;

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目 录
摘 要 .............................................................................................................................................................. I Abstract ..................................................................................................................................................... II 第 1 章 绪论 ............................................................................................................................................ 1 1.1 选题依据 ................................................................................................................................... 1 1.2 国内外研究现状...................................................................................................................... 1 1.3 本设计的主要工作 ................................................................................................................. 3 第 2 章 CMOS 概况 ................................................................................................................................. 5 2.1 CMOS 图像的传感器的特点 .................................................................................................. 5 2.2 CMOS 的发展 ............................................................................................................................. 5 2.2.1 发展概况 ....................................................................................................................... 5 2.2.2 成像原理与传感元件 ................................................................................................ 6 2.2.3 CCD 的局限性 ............................................................................................................... 6 2.2.4 CCM .................................................................................................................................. 7 2.2.5 CMOS 感光器件的优势 ............................................................................................... 7 2.2.6 未来发展和研究趋势 ................................................................................................ 7 2.3 CMOS 摄像头的工作方式 ....................................................................................................... 8 2.4 CMOS 摄像头视频信号的采集 .............................................................................................. 9 2.5 道路曲率的计算.................................................................................................................... 10 第 3 章 系统硬件设计 ........................................................................................................................... 11 3.1 电源电路 ................................................................................................................................. 11 3.2 控制电路 ................................................................................................................................. 11 3.3 循迹探测电路 ........................................................................................................................ 12 3.4 测距电路 ................................................................................................................................. 13 3.5 电机驱动电路 ........................................................................................................................ 13 3.6 数码管显示电路.................................................................................................................... 14 3.7 无线通信电路 ........................................................................................................................ 14 第 4 章 系统总体方案 ........................................................................................................................... 15 4.1 MC9S12XS128 性能概述 ....................................................................................................... 15 4.2 输入/输出数字 I/O 口 ........................................................................................................ 17 4.2 输入输出端口功能和配置 ................................................................................................. 17 4.2.1 PORTA ........................................................................................................................... 18 4.2.2 PORTB ........................................................................................................................... 19 4.2.3 PORTE ........................................................................................................................... 20 4.2.4 其他系列的引脚 ....................................................................................................... 21

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4.2.3 电源相关引脚............................................................................................................ 21 4.2.4 其他引脚 ..................................................................................................................... 22 4.3 MC9S12XS128 的存储器映射 .............................................................................................. 22 第 5 章 控制策略..................................................................................................................................... 24 5.1 基本算法说明 ........................................................................................................................ 24 5.2 路径识别 ................................................................................................................................. 24 5.3 转向非线性 P 控制 ............................................................................................................... 24 5.4 速度控制 PID 控制 ............................................................................................................... 25 结论.............................................................................................................................................................. 26 参考文献 .................................................................................................................................................... 27 致谢.............................................................................................................................................................. 28 附录.............................................................................................................................................................. 29

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第 1章
1.1 选题依据

绪论

固态光敏元件通过光电转换成像技术而广泛应用于数码相机等电子产品。 60 年代末 期,美国贝尔实脸室发现电荷通过半导体势阱发生转移的现象,提出了固态成像这一新 概念和一维 CCD 这一模型的器件。到了 90 年代初期,CCD 的水平已经日趋完善,已经大 范围投入市场。不过随着投入的扩大,也存在许多被发现的弊病。一方面,由于 CCD 内 部构造非常之复杂导致很难找到与之兼容的产品。另一方面,CCD 非常费电,过大的电 耗使产品的性价比急剧降低。截至日前,最被人看好的有长远前途的是一种被叫做为 CMOS(互补的金属被氧化的具有场效应的二极管)的新型设备来生产固态光敏元件, 也就 是 CMOS 的固态光敏元件。 CMOS 的固态光敏元件构建于 CMOS 架构, 信号的采集和处理都 集中于同一块芯片之中,小巧精致,节能,功耗低。鉴于以上优点,CMOS 传感器适合被 大规模范围大量生产,且能够适应一些过高的的苛刻的元件要求,比如耐高温,省电, 体积小等等。如城管和记者使用的小型微型拍摄工具、便携式电话终端、基于网络 IM 的多媒体通信系统、wifi-handle 多媒体通信系统、CCD 扫描器,激光手持式扫描器、 全角度激光扫描器、数据终端设备、采用电子元器件来控制动作或产生各种声光效果的 机动玩具、 利用血球计数器在显微镜下直接计数以及某些车载摄像系统等等广泛的商业 用途。1980 年,英国的爱丁堡大学成功地制造出了世界上第一块单片 CMOS 固态光敏元 件件。目前固态光敏元件已经非常广泛的应用于各个领域。

1.2 国内外研究现状
70 年代初期,CMOS 逐步被人们接受和使用,三种典型的采用高度集成化的半导体 光敏元阵列件将彩色平面图变换为电信号的光电式传感器---由离散多样在波形之间在 时间轴不连续但具有一定的周期性的信号按一定电压幅度一定时间间隔连续发出的离 散多样在波形之间在时间轴不连续但具有一定的周期性的信号来产生和控制半导体元 件的电动势的变化, 实现存储和传递电荷信息的利用固体内部电子运动变化原理制成的 具有一定功能的电子器件(CCD) 、用高度集成化的半导体光敏元阵列件将彩色平面图 变换为电信号的光电式传感器(CID) 、具有随照射光强度增加而变化的特征的随照射 光强度增加而变化的二极管(PDA) 取得了很大的进步。80 年代初期,采用高度集成 化的半导体光敏元阵列件将彩色平面图变换为电信号的光电式传感器器技术的摄像机 逐步进入众人眼前。 这三样采用高度集成化的半导体光敏元阵列件将彩色平面图变换为 电的信号的光电式传感器中,CCD 在其中发展最为迅速。到了 90 年代初期,CCD 的技术 已经比较成熟了,在微弱的光线下,具有每个像元几个电子的成像能力,而且 CCD 的技 术已得到非常广泛的应用。 在市场能看到的每一种摄录机和摄像相机基本上都是构建于 CCD 技术的。 随着 CCD 被越来越广泛的应用,其弊端也逐日显现。CCD 随照射光强度增加而变化 的单元阵列在于信号处理单元集成时无法利用驱动电路使之成功驱动, 使一些功能无法
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使用,这些功能包括把数字量转变成模拟的器件;实现放大、缓冲、驱动、电平移位、 有源滤波、I-V 转换、V-I 转换以及各种数学运算功能的关键部件;用于存放供执行的 指令,计算或处理的原始数据、中间结果、最终答案的内部或者外部器件、运算单元等 元件的功能部件;CCD 程序构造非常复杂,对外需要提供高电压支持工作,而且与很多 新技术都不能很好的共存。鉴于此,人们又开发了另外几种采用高度集成化的半导体光 敏元阵列件将彩色平面图变换为电信号的光电式传感器器技术,其中,最引人注目最有 发展潜力的是采用标准的 CMOS 技术来生产固态光敏元件,即 CMOS 固态光敏元件。 80 年代中期,CMOS 技术的成熟。 20 世纪 90 年代初,一个系统可以设立以百万的 CMOS 管。 在目前的水平已成为可能色彩转换到高度集成的半导体光敏元件阵列的图。 在 像素中,可以使小于晶体管可以被集成在一个象素内的几个像素。 CMOS 技术制造的高 度集成的半导体光敏元件阵列的中间电路,所述控制电路对信号进行放大,在某些信号 的记录介质进行处理,提取有用的信息的过程中,它是信号提取,变换,分析,综合的 电路,AD 转换器,全数字接口电路完全集成,实现了单芯片成像系统。芯片上的摄像机 在一个稳定的电源电压,非常节能。 国内智能车辆研究历史比较长,要追溯到上个世纪的五十年代。可是在中国就相形 见绌了,智能车系统科技研究在上世纪八十年代才刚刚开始,并且非常多的研究都只是 单一的低级的基础科研阶段,目前来说: 1:CMOS 低噪声放大器。 2:背照式 CMOS 感光元件。(最新成果) 3:CMOS 无源像素传感器。 目前, 采用高度集成化的半导体光敏元阵列件将彩色平面图变换为电信号的光电式传 感器器分为 NMOS,CCD、CID、PDA、CMOS 等固态光敏元件。80 年代初期,随着 MOS 技 术的成熟, 三种典型的采用高度集成化的半导体光敏元阵列件将彩色平面图变换为电信 号的光电式传感器---由离散多样在波形之间在时间轴不连续但具有一定的周期性的信 号按照一定的电位幅度并且在一定的时间间隔内连续的发出的离散多样在波形之间在 时间轴不连续但具有一定的周期性的信号来产生和控制半导体电位差的变化, 实现存储 和传递电荷信息的利用固体内部电子运动变化原理制成的具有一定功能的电子器件 (CCD) 、用高度集成化的半导体光敏元阵列件将彩色平面图变换为电信号的光电式传 感器(CID) 、具有随照射光强度增加而变化的特征的随照射光强度增加而变化的二极 管(PDA) 得到了发展。 高度集成化的半导体光敏元阵列中运用较广泛的是 CMOS 固态光敏元件, 相比于 CCD 的图像的传感器具有更加小巧、更加轻便、更加节能、更加密集、更加低廉等优点, 随着时间发展, 伴随亚微米工艺技术的迅速发展和器件结构不断提高改进, 更是改善了 CMOS 固态光敏元件的成像质量, 使其 CMOS 固态光敏元件明显优于 CCD 固态光敏元件 的图像质量, 可以预计在很多领域 CMOS 固态光敏元件将会在取代 CCD 固态光敏元件, 而成为新的霸主。

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1.3 本设计的主要工作

本文利用 MC9S12XS128 单片机设计了一种能够自动识别和跟踪路径的智能车系 统,利用 CMOS 固态光敏元件0V6620作为路径信息采集装置,对图像的二值化处理, 去噪操作,边缘检测和断电修补后提取出路径中心信息,利用最小二乘法对路径中心信 息进行直线拟合,根据拟合直线的参数计算舵机其控制量,对多集采用 PD 控制算法, 根据舵机转向角设定小车的速度, 并对小车进行实行转角和速度的实时控制。 框图如下:

图1.3-1

系统结构框图

理论上何以做到让小车沿黑颜色赛道快速稳定自动行驶,实现了路径识别与跟踪。具体 工作可以分成以下几个环节: 电源模块:采用 LM7805电源稳压芯片为系统工作提供稳定电源。 7V 电 池 5V 控制器 编码器 舵机

5V
图1.3-2 电源设计

传感器

单片机模块:负责接受处理扫到图像数据,赛车速度等反馈信息。 图像采集模块:CMOS 数码相机拍摄的轨道图像信息,然后将数据传递给微控制器,摄像 头在一定的分辨率,隔行扫描模式在图像上的采样点,当扫描到电源,通过图像点的图

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像芯片的灰度转换成一个灰度电压值, 该电压值由视频信号输出端口之间的对应关系的 感觉。 电机驱动模块:一个电阻网络或数字电位器可调分压器,而使用的继电器开关控制。

速度反馈模块:代码光盘驱动通州和光电传感器,光电计时器发出的光与照射光强度的 变化与马盘广播脉冲赛车间接获得由微控制器的速度值接受通过增加管的另一侧。

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第 2 章
2.1 CMOS 图像的传感器的特点

CMOS 概况

CMOS 的图像的传感器可通过使用 CMOS 的技术把成像具体值与外部合格的电路全部 组合在一起。 与 CCD 固态光敏元件比较来看, CMOS 的固态光敏元件由于将全部的图像系 统设置在一块芯片之中,具有体积更小、重量更轻、功耗更低、编程更方便、更易于控 制等等明显的优点;同时,可通过设置12C、I3C 接口来控制拍摄时间、控制增强等等功 能,非常好用。因此,CMOS 的图像的传感装置在被越来越多的应用在实践中。

2.2 CMOS 的发展
2.2.1 发展概况
过去的一段时间大家都还不能确定 CCD 和 CMOS 哪一个更有前景。不过就去年的形 势来看,CMOS 感光器件单元的销量已经明显占了上风。在低端市场(如玩具相机和电脑 摄像头) ,CMOS 已完全击败 CCD。在过去的一年,因为更好的像素设计和半导体工艺技 术,继续提升品质 CMOS 感光器件,它开始称霸手机摄像头市场。 CCD 在过去的 30 年 中已经是一个成熟的技术提高的空间是非常小的。由于独特的技术,CCD 制造成本难以 调和的 CMOS 传感器和 CMOS 兼容的设备竞争。由于工作电压高(大于 10 伏) ,CCD 的高 功率消耗,这使得它很难被移植。由于历史原因,CCD 技术已经非常成熟,在日本,95% 的 CCD 都来自日本。然而,CMOS 敏感设备是不同的。任何具有技术能力的半导体公司能 够制造 CMOS 感光器件,因此成本低使得它很快在 PC 相机和手机相机常用的。那些日本 厂商如 SONY CCD,等现在赶上快速 CMOS 传感器设备的开发和制造。高质量的图像(如 数码相机 DSC)的 CMOS 感光器件的应用,应该是时间赶上 CCD 只是迟早的事。摄像功能 已经成为一种时尚手机的标准,这是 CMOS 传感器设备是最大的职位之一。目前国内手 机市场, 超过 300 万像素的摄像头手机是昂贵难以普及, 但它不是来自有限的因素 CMOS 感光器件部分,但镜头的价格是有限的。 要理解为什么 CMOS 商业安全监控应用将进入这片广袤的区域,充分理解为什么实 际 CMOS 是非常重要的。 是基于技术进步的积极的需求的基础上的各种行业和 CMOS 芯片 上的应用。从奔腾处理器的基带芯片,CMOS 制造技术已成为选择。在短短的七年时间, CMOS 技术已经发展从 0.8 微米到 0.18 微米,0.13 微米,90 纳米和 65 纳米。从 800 纳 米到 65 纳米的发展,降低了 15 倍,这显着提高了性能的大小几乎相等。 CMOS 的优点包括高集成度,高性能,低功耗和低成本。 CCD 固态感光件的类型,固 态 CMOS 感光构件在一个芯片上有两个模拟和数字性能,能适应较宽的温度范围内,可 随机访问像素,复杂的电路共存。 CMOS 能够提供高性能的台式机,商用防盗,红外功 能和嵌入过程中的高动态范围。目前,CMOS 传感器已经能够完成 70%的 CCD 传感器能
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够完成高端安全监控应用。这个数字在未来 12 至 18 个月内将增加至 100 %。 CMOS 像素的设计也有改进的特性。随着技术的改进,目前的像素,低噪音(干扰) ,减 少电流的需求,并具有更好的灵敏度特性。 CMOS 工艺技术和像素晶体管是一种基于晶 体管。的晶体管的数目越多,像素的亮度,以获得更好的。目前,最大配置 7 个晶体管, 每个晶体管具有从模拟到数字的转换功能。事实上,每个像素都是一个摄像头。在几年 前的像素大小为 9×9 微米。在短短的几年中已经收窄至看到我们的技术在的 OmniPixel22.2 微米大小。现在,业界已准备好迈向 1.4 微米,同时保持质量水平,并 进一步降低大小。作为图像处理技术,数字噪声也减少了。像素噪声是非常重要的,小 的像素的 CMOS 传感器的性能有了很大的提高。

2.2.2 成像原理与传感元件
影像感光器件成像的原因主要有一方面是感光元器件的尺寸, 另一方面是感光元器 件的颜色深浅。感光器件越大,照片也就越大,就能够保存比之前多的图像信息,每个 成像具体值之间的互相干扰也小,其成像的效果也更加优秀。但伴随摄像头向体积轻巧 的发展趋势,感光器件也只能是越做越小。除了大小之外,感光器件还有一个非常重要 的标准,就是色彩的深度,也就是色彩的位别,使用二进制的数字来记录下三种颜色。
传感器应用于摄像技术已经很普遍了,无论是500百万像素还是1300万甚至更高的像素。相比于 之前的技术,而其底片就是其成像感光器件,而且是与摄像头一体的,是摄像头的重心。感光器是 摄像头的核心, 也是最重要的科技部分。 目前来说主流传感器技术有两种: 一种是被大量采用的 CCD 元件另一个也就是 CMOS 元器件。

2.2.3

CCD 的局限性

CCD 感光元件在过去已经提供了固态成像性能和灵活性,但是,为了容纳昂贵的多 芯片解决方案,该系统需要一个足够大的尺寸。过去,CCD 固态改为增加与感光元件的 光的强度比上一代的 CMOS 传感器,其灵敏度要好得多。随着照射光强度变化的敏感性 较高,在光线条件不好的情况下,更好的图像质量。然而,CCD 技术明亮的物体是一个 问题, 从而导致在显示人称为 “染色涂片” 垂直线的影响造成的。 CCD 仍然是非常复杂, 非常专业的治疗是基于。商业安全摄像头的应用,需要高动态范围(HDR) ,这是能够在 各种照明条件下,一个范围更广的色调细节记录。在此之前,由于技术原因,监控系统 几乎完全依赖于 CCD 传感器。因此,用户必须应对的固有分辨率的 CCD 传感器,适应范 围和温度的限制。在安全应用中,这些问题是非常重要的。当尺寸和功耗就变得非常重 要,多芯片解决方案高度集成的单芯片解决方案时始终处于劣势。 CMOS 传感器(如 OmniVision 的 CMOS 传感器 OV10620) ,考虑到平衡,提供了更好的高动态范围性能,在 安全应用中使用 CMOS 实例也在持续增加。该图显示了使用高动态范围高动态范围的芯 片和芯片太大的区别。这是安全市场的积极意义是显而易见的。 CCD 摄象机可以被记录在一个半导体发光元件的变化是相同的。 CMOS 制造工艺相 比, 一般相差无差异的计算机芯片, 主要是同时使用 Si 和 Ge 的半导体元件的基本元素,
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该元素共存于带负电荷的 CMOS 带正电荷的半导体元件,这两个互作用元件的结果后可 产生芯片的记录,并翻译成可识别的内容。然而,CMOS 缺陷的总的混乱太多,因为在过 去主要是由于设计错误这么快接受 CMOS 信号的一个不恰当的反应,将成为大的结果, 目前的芯片过热

2.2.4 CCM
CCM 超过 CMOS 图像点的镜头,也很敏感,但质量仍然低于对 CCD 产生的影响,在实 际拍摄中也可以感觉到,帧的速度非常快,即使在快速移动的摄像头,屏幕可以快速显 示捕获屏幕,过程非常顺利,几乎没有延迟。CCD 和 CMOS 有什么不同的两种感光器件的 工作原理可以看出,CCD 具有更好的图像质量的优点,但技术的发展是非常复杂的,只 有少数厂家很少能使用,使开发成本一直居高不下,特别是大型 CCD,价格是非常高。 在相同的分辨率,CMOS 成本低于 CCD,但由于一分钱一分货,CMOS 元件产生的图像质量 相比,CCD 自然很低。到目前为止,市场可以看到高端的相机基本上采用 CCD 为传感器; CMOS 传感器由于价格成为低端产品,最爱的,并适用于使用 CCD 传感器,一些相机制造 商,将大力推进高成本的使用来交换产品,如“数码相机”的名字。一时间,CCD 成为 数字产品的高端的话。

2.2.5 CMOS 感光器件的优势
CMOS 感光器件的优势在于其节能低耗,同样作为传感器,CCD 所造就的高清效果为 此要付出更高的电量消耗,以便于维持正常的电荷传输,降噪,改善压差的传输效果。 但 CMOS 感光器件在每次读取电压前就把需要转换为电压的电荷放大,只需要使用3.3V 的电源就能驱动, 同时电源的消耗量相比 CCD 要低得多。 CMOS 感光器件的另一优点就是, CMOS 与外围电路有良好的整合性能,可将各种讯号处理器批量整合,大幅缩小体积,例 如,CMOS 只需要一组电源,而 CCD 却需三或四组,而且讯号处理器的编制与 CCD 完全不 同,所以 CCD 套件的体积很难缩小。但就目前 CMOS 感光器件来看,首要解决的问题就 是降噪,所以未来的 CMOS 感光器件能否改变长久以来被 CCD 产品压制的命运,以后的 技术发展是至关重要。

2.2.6 未来发展和研究趋势
CCD 是美国在1969由贝尔实验室开发。进入80年代,CCD 图像传感器有许多缺点, 然而,通过不断的深入探究,终于克服了困难,在80年下半年终于成功研制出高分辨率 的同时。高质量的 CCD 元件。到90年代初,到高分辨率 CCD 成像特定价值数百万,使喷 出的 CCD 的发展进步很小,计算 CCD 的发展已有近20年。在90年代中期,产生 CCD 不断 提高的能力,同时,CCD 产品的尺寸也逐渐减少。但为了降低 CCD 的面积也可以改善成

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像效果的图像,索尼在1989开发超级 HAD CCD,是新一代的光敏器件的原理是,在案件 的 CCD 面积逐渐减少, 随着构件的援助在 CCD 放大倍率提高成像质量。 之后发生了 XView CCD,四色滤光技术,新结构 CCD。富士相机使用超级 CCD. CMOS 未来的研究方向主要倾向能够大批量生产,价格低廉,快速的。目前,在佳能 公司的不懈研究下,每年都有新的部件,高动态范围 CMOS 也如雨后春笋版的出现,这 种新技术不仅消除了自动增益控制和校正的需要,CMOS 的成像质量接近 CCD。同时,由 于先天性的 CMOS 的可塑性,使高成像特定值和低成本大型感光 CMOS 似乎游刃有余。停 滞相比,CCD,CMOS 发展很快。目前,相机的一个关键部分,CMOS 已经在批量将取代 CCD 感光器,并将成为主流产品的下一代。

2.3 CMOS 摄像头的工作方式
智能小车行驶的路面构造简单,有黑白两色双道,只需要简单的路面图像。因而降 低图像分辨率,减少内存占用,显卡画面处理加速,同时仍然保持小车稳定正常行驶。 另由于车载的控制的核心为单片机 M9S12系列芯片,其处理能力无法达到正常计算机的 运算能力,因此一律黑白两种格式、摄像头一一搭配,能降低损耗的摄像头的视频的信 号收集模块的主要的功能包括有:缺省模块,负责 A/D 转换器的初始化工作和外部的中 断的初始化工作;外部的中断的响应模块,负责判断图像部分是否开始工作,以及对该 图像的采集与否同时启用 A/D 转换,此时信号采集结束。A/D 转换的中断响应部分,该 部分负责接受固定的数目的图像的数据。由于需要采集信息,CPU 不仅要依据行、场还 需要同步的信号才能启动 A/D 转换器,构成稳定的图像信息。通过视频的分离获取视频 的同步信号。电路的系统框图如图1

AD CMOS 单片机 LM1881 同步分离 IO 摄像头

图 2-1 单片机采集图像系统框图

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2.4 CMOS 摄像头视频信号的采集
智能小车在运动过程中需要采集过程图像。 视频信号的采集跟摄像头的选择有很大 的关系。 如果摄像头拥有较高的分辨率。 会使道路的检测过于清晰. 信号干扰就会增多。 黑线就会更难检测出来。如果摄像头的分辨率过低.道路的检测宽度就会大大减少。盲 区部分也会随之增大。由此可见.在遭遇特殊弯道时,此时摄像头根本无法反应出道路 真实情况.或者只能少量反映。在摄像头的选择上,应该选取分辨率中等的摄像头。故 在这里我们选择的 CMOS 单板摄像头分辨率为 320X240。每帧的信息共有 320 行,其 中场开头的消隐的 22 行. 场末端的消隐的 11 行. 也就是说有效部分的图像的信息为 287 行。开始先确认奇偶场信号的同步情况,鉴于是信号的出发点,通过单片机 21H 中断, 确定行,场中 AD 同步信号的转换情况,确认给出信号,然后停止。应该是在相应的几 行中取一行.因此,取样的方法有这样几种。第一种方法:这种方法最简单.每相隔一 定的行数就进行一次采集. 例如每隔 10 行就进行一次采集. 每行采集一定数量的点. 以 此来构成一个二维的数组结构。不过扫描之后的是结果是摄像头的行间距较宽.等到后 面时行间距变窄。这样就出现了图像的畸形。下面是第二种方法:这种方法跟第一种的 差不多,但并不是固定的隔行采集.下面就来介绍一下采一场的信号具体的操作步骤。 (1)从 LMl88lM 的分离出奇场的同步的信号在单片机的中断信号. 表示奇场的信号开始, 准备收集信息; (2)奇场到来以后,一直等待行的中断的信号.此时行的信号并不是像之前隔 10 行取一 行.而是自主的选择行数,程序本身可以用 switch 的语句构成。 (3)每行最多可以取到的是 48 个点.一般来说我们可选取最多 40 行.这样就能够构成 48X40 的二维数组。在选择的行数过程中.应采取的由远到近的逐渐变多方式.这样取 样有明显的好处,好处在于可以有效地降低来自于信号产生的畸变。但是轮到具体的应 该选取哪些行.在哪些的区域应多选几行,就应在实际的测试中进行大量的尝试。单片 机的实验结果测出扫描情况是两行一采集,除了 50×10 以外的图像都不采集,正常不 超频下已经完全可以让像素扫描点够用。在隔行扫描时,只采用横向计数,利用打点计 时器原理,取前 10 个点,减少控制成本。这样,采集的信号的周期就得到了尽可能的 减少,而且也不会影响到控制的要求。 在实验的过程中,充分利用单片机的串口部分把图像的信息传递到计算机的串口, 并且用调试助手来显示,这样就可以更加直观地进行数据的分析和对比。车道的检测系 统部分,完全可以直接处理像这样的单幅的灰度的图像。假设所走的地面时有连续点的 平滑的地面。通过本实验确定的阈值大小通常介乎于15~1E 之间。下图3为直道、左弯 道的图像信息:

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图 2-2

直道信号信息(左)

左弯道信号信息(右)

2.5 道路曲率的计算
为了计算道路的曲率, 本文采用动态的轨迹的位置。 曲率使用动态误差计算, 计算, 为了避免摄像机轨迹曲率失去位置,当汽车,从而影响整体速度或是由于车速过快引起 的轨道脱离危险。计算弹道曲率的计算注意的行数,方便汽车进一步测试所需的数据。

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第 3 章 系统硬件设计
3.1 电源电路
电源稳压器 12V 到 2 个 5 稳压电源,与电源控制器,电源驱动电路,然后从 5V 电 源单片机 3.3V 稳压电源。电源电路图如图 5 所示。

(a) 两路 5V 稳压电源电路

(b) 3.3V 稳压电源电路 图 3-1 电源电路

3.2 控制电路
该车动力系统开始工作,定时模块的操作。汽车运行,使用光电传感器来确定是否 将签署,对汽车的控制。同时,数码管显示当前时间。确定是否超车标志,交替的超车 控制两车。基于 89C52 芯片可以达到课程要求,稳定性强,性价比高,所以它是作为主 控制芯片。图 6 所示的单片机控制电路。

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图 3-2 单片机控制电路

3.3 循迹探测电路
控制的汽车驾驶时不会偏离轨道和转向控制汽车转向使用光电传感器。 循迹探测电 路原理图如图 7 所示。

图 3-3 循迹探测电路原理图

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3.4 测距电路
在超车区与超声波传感器实现两车实现赶超的交替,其工作原理图如图 8 所示。

图 3-4 超声波测距原理图

3.5 电机驱动电路
L298N 可以驱动 2 个电机,2 个电动马达分别连接之间 OUT1,0UT2 和 OUT3,OUT4, 5,7,10,12 针连接输入控制水平,积极,电机控制 ENA,ENB 控制使能端,控制电机。 单片机 STC89C52 两组输出 PWM 波,各组 PWM 波来控制电机的速度,除了两个 I\ O 端口 可以控制电机的正反转。的控制方法和控制电路非常简单。 P10,P11 控制第一电动机 方向,PWM1 的第一电动机速度的控制输入:P12,P13 控制第二电动机方向,PWM2 控制 第二电动机速度的输入。图 9 所示的电动机驱动电路的框图。

图 3-5

电机驱动电路原理图

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3.6 数码管显示电路
在这个系统中,使用数码管动态显示,节省微控制器的内部资源。数字显示是驾车 出行的时间和数量的检测到的黑线。数字显示电路中,如图 10 中所示。

图 3-6 数码管显示电路

3.7 无线通信电路
本设计采用 nRF905 实现两辆小车的无线通信, 更好地控制小车的同时出发和超车。 在本设计中,我们采用 nRF905 的集成模块电路。nRF905 的典型应用原理图如图 11 所 示。

图 3-7

nRF905 的典型应用原理图

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第 4 章 系统总体方案
该系统是一种集光学,机械,电子,无线通信技术于一体的综合性。可分为传感器 的检测部分和智能控制部分的系统的特定部分。传感部分包括跟踪模块,红外线,超声 波测距模块接收来自传感器的电信号控制周期进行智能化控制, 并确认由组件晶体管和 控制通信状态,确认汽车是否整条生产线的汽车驾驶的条件下,检测转向标记,检测超 车标志,显示时间,交替超越其他任务。控制部,其中包括四个主要单元电路:单片机 的控制电路,电机驱动电路,数字控制的动态显示电路,无线通信电路。系统框图如下 图所示:

图 4-1

系统框图

4.1 MC9S12XS128 性能概述
MC9S12XS128 单片机是 16 位单片机,由 16 个中央处理单元(cpu12x) ,128KB 的闪光(p-lash) , 8KB Flash RAM 8KB 的数据, (d-lash)组成的片上存储器。主要功能模块包括: 内部存储器 内部 PLL 锁相环模块 2 异步串行通信科技 1 串行外设接口

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的 MSCAN 模块 1 8 通道输入/输出比较定时器模块提姆 定时器周期中断模块坑 16 通道 A/D 转换模块,ADC 1 8 道脉冲宽度调制模块的 PWM 输入/输出数字 I / O 端口

Port Port AD/ADC Channels Port A Port B Port E pins inc.XIRQ input only Port H Port J Port K Port M Port P Port S Port T Sum of Ports I/O Power Pairs VDDX/VSSX

112LQFP 16/16 8 8 8 8 4 7 8 8 8 8 91 2/2

80QFP 8/8 8 8 8 0 2 0 6 7 4 8 59 2/2

64LQFP 8/8 4 4 4 0 0 0 6 6 4 8 44 2/2

图 4-2 引脚元件

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图 4-3

MC9S12XS128 的 80 引脚封装图

4.2 输入/输出数字 I/O 口
MC9S12XS128 3 种样式, 分别是 64 口, 80 口, 112 引脚封装。 全称是 MC9S12XS128MAE, MC9S12XS128 的,MC9S12XS128MAL。12xs 有一个大的端口序列,也可以作为各种功能使 用,端口多达 11 个。而且是多用途的 IO 端口的端口。 PORTA、PORTB、PORTK 为通用 I/O 口 PORTE 中的 IRO 和 XIRQ 引脚可作为外部中断输入 PORTT 集成了 TIM 集成模块 PORTS 集成了 SCI 和 SPI 模块功能 PORTM 集成了 CAN 总线模块 一些特殊功能 MC9S12XS128 单片机可以定义多个引脚,如 PWM,SCI1 模块。这些相同的 端口通常 MODR 控制。

4.2 输入输出端口功能和配置
IO 端口可以负责信号的输出和输出,信号的中断和数据的存储。例如:

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4.2.1 PORTA
只有普通功能并能够存储通用数字的通用口,未集成特殊功能.通用类型有: PORTA、 DDRA、PUCR 和 RDR。 a.数据寄存器 PORTA
地址 0*0000(PRR)
7 R W 0 0 0 0 0 0 0 0 PA7 6 PA6 5 PA5 4 PA4 3 PA3 2 PA2 1 PA1 0 PA0

图 4.4-1 Prot A 数据记录(PORTA)

观察高低的电压对引脚的输出值的影响。例:PORTA_PB0=1 b.数据方向寄存器 DDRA
地址 0*0002(PRR)
7 R W 0 0 0 0 0 0 0 0 DDR7 6 DDR6 5 DDR5 4 DDR4 3 DDR3 2 DDR2 1 DDR1 0 DDR0

图 4.4-2 DDRA

DDRA 中 0 控制输出,1 控制输入。MCU 回到缺省设置,DDRA,的引脚更换为输入。 如:DDRA=0xFF //配置中 PORTA 口为输出 c. 上拉电阻控制寄存器 PUCR
地址 0*000C(PRR)
7 R W 0 0 0 0 0 0 0 0 PURKE 6 BKPUE 5 0 4 PUPEE 3 0 2 0 1 PUPBE 0 PUPAE

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图 4.4-3 PUCR

TA 、TB、TE、TK 四个端口一律有上拉的电阻,都是 PUCR 。PUCR 的 7、4、1、0 位分别设置这 4 个端口。 “1”对应端口上拉电阻使能 ; “0”上拉电阻禁止。PUCR 设 置 BKGD 引脚为 6, 缺省为上拉。 如:PUCR_PUPAE=1 //使能 PORTA 上拉电阻 d. 驱动控制寄存器 RDR
地址 0*000D(PRR)
7 R W 0 0 0 0 0 0 0 0 RDPK 6 0 5 0 4 RDPE 3 0 2 0 1 PDRB 0 RDPA

图 4.4-4 RDRA

4.2.2 PORTB
PORTB 为通用数字 I/O 口, 共 8 个。其使用与 PORTA 基本一样。主要配置寄存器 有:数据寄存器 PORTB、数据方向寄存 DDRB。上拉电阻控制寄存器 PUCR 和驱动控 制寄存器 RDR 与 PORTA 、PORTB、PORTE、PORTK 共用。 a.数据寄存器 PORTB

地址 0*0001(PRR)
7 R W 0 0 0 0 0 0 0 0 PB7 6 PB6 5 PB5 4 PB4 3 PB3 2 PB2 1 PB1 0 PB0

图 4.4-5 Prot B 数据记录(PORTB)

b.数据方向寄存器 DDRB
地址 0*0003(PRR)
7 6 5 4 3 2 1 0

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齐齐哈尔大学毕业设计(论文) R W 0 0 0 0 0 0 0 0 PB7 PB6 PB5 PB4 PB3 PB2 PB1 PB0

图 4.4-6 DDR B 数据记录(DDRB)

4.2.3 PORTE
是 有 8 个引脚的通用口设备。其使用与 PORTA 基本一样 。不过 PORTE 不仅自身能 够做到外部中断,其引脚也可以做到。并且这两位只能作为输入口使用。主要配置寄存 器有:数据寄存器 PORTE、数据方向寄存 DDRE。 a.数据寄存器 PORTE
地址 0*0009(PRR)
7 R W XCLKS ECLKX2 0 - - 0 - - 0 ECLK - 0 - - 0 - - 0 IRQ - -2 XIRQ - -2 PE7 6 PE6 5 PE5 4 PE4 3 PE3 2 PE2 1 PE1 0 PE0

图 4.4-7 PORTE b.数据方向寄存器 DDRE
地址 0*0009(PRR)
7 R W XCLKS - - 0 0 - - 0 ECLK - 0 - - 0 - - 0 IRQ - 0 XIRQ - 0 PE7 6 PE6 5 PE5 4 PE4 3 PE3 2 PE2 1 PE1 0 PE0

图 4.4-8 DDRB
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4.2.4 其他系列的引脚
PORTK 为通用数字 I/O 口。可以看出只有 112 的单片机有 TK 口,80 和 64 的一律 没有。其使用与 PORTA 基本一样。 PORTH 可作为通用数字 I/O 口使用, 也集成了外 部中断输入功能。但 80 封装没有 PORTH 口,在此不作详细描述。此 6 个端口的寄存器 与上述基本相同。主要配置寄存器有:PTX、PTAX、DDRX、RDDX,PERX 和 PPSX 共 6 个寄存器。增加两个中断存储配合 TP,TH 和 TJ 的中断使能。 A .PTX: 与通用通用 I/O 口的数据寄存器操作和功能基本一样。 只是 PORTJ 只能对最低 两位和最高两位进行有效操作。 B .PTIX 输入时只是读取信息,读取完毕恢复引脚的电平数值。 C .数据方向寄存 DDRX:与通用 I/O 口的数据方向寄存器操作和功能基本一样。 D .RDRX 与通用 I/O 口的驱动控制寄存器 RDR 操作和功能基本一样。 “1”输出驱动能力为正常 时的 1/5; “0”正常输出驱动方式。 PORTP 、PORTH 、PORTJ 具有外部中断功能,当对应引脚使能中断时,则 PPSx 对应位 为“1”时,中断为下降沿出发, “0”中断为上升沿出发。 E .中断使能寄存器 PIEX PORTP、 PORTH 、PORTJ 中断使能位,“1”允许中断, “0”禁止中断,复位为 0。 H.中断标志寄存器 PIFX 使用中断时,对应引脚的中断标志位。向对应位写“1”清除中断标志位。

4.2.3 电源相关引脚
MC9S12XS128 单片机的电源引脚汇总参见下表:

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齐齐哈尔大学毕业设计(论文) 引脚名称(17) VDDR VSSR VDDX2、VDDX1 额定电压/V 5.0 0 5.0 外部电源和地,为 I/O 口供电 描述 外部电源,为内部电压调节器供电

VSSX2、VSSX1 VDDA VSSA VRH VRL VDD VSS1,VSS2,VSS3 VDDF VDDPLL VSSPLL

额定电压 5.0 0 5.0 0 1.8 0 2.8 1.8 0

描述 提供工作电压

A/D 转换器参考电源和地

内部电源和地,由内部调节器为内核供电

内部电源和地,由内部调节器为内部 NVM 供电 为锁相环(PLL)提供工作电源和地,由内部电压调节器产生。 允许单独为 PLL 提供工作电压

4.2.4 其他引脚
其他引脚如下:

XTAL 和 EXTAL RESET BKGD/MODC TEST

振荡器引脚 外部复位引脚 背景调试和模式引脚 工厂内部用,需接地

4.3 MC9S12XS128 的存储器映射
MC9S12XS128 内置 128KB 程序 Flash(P-lash)、8 KB RAM 和 8 KB 数据 Flash(D-lash)。 下图列出单片机本地存储器映射和全局存储器地址映射。 2 KB 寄存器地址:从 0x0000-0x07FF 是 2 KB 寄存器地址空间 8 KB 数据 Flash(D-lash):0x0800-0x0bff 1 KB 是数据 Flash(D-lash)页面空间,可通过 EPAGE 寄存器将这 1 KB 的页面区映射到数据 Flash 页面中。8 KB D-lash 分为 8 页,每

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页为 1 KB,每 256B 为 1 扇区,共 32 个扇区。8 KB 数据 Flash 其全局地址空间为 0x10_0000-0x10_1FFF。本地地址映射分别为: EEPROM_00 0x000800 TO 0x000BFF EEPROM_01 0x010800 TO 0x010BFF EEPROM_02 0x020800 TO 0x020BFF EEPROM_03 0x030800 TO 0x030BFF EEPROM_04 0x040800 TO 0x040BFF EEPROM_05 0x050800 TO 0x050BFF EEPROM_06 0x060800 TO 0x060BFF EEPROM_07 0x070800 TO 0x070BFF 8 KB RAM:从 0x2000-0x3FFF 是 8 KB 固定 RAM 地址空间 RAM 0x2000 TO 0x3FFF 128 KB 程序:大小工 48 KB 分成三份。第一 16 KB 空间 0x4000-0x7FFF 和最后一个 16 KB 空间 0xC000-0xFFFF 是固定程序空间, 中间 16 KB 空间 0x8000-0xBFFF 是程序 Flash 分页映射窗口。可通过 PPAGE 寄存器将这 16 KB 的页面区映射到程序 Flash 页面中。 128 KB P -lash 分为 8 页,两个固定页和 6 个映射页面空间,每页为 16 KB,每 1 KB 为 1 扇区,共 128 个扇区。128 KB 程序 Flash 其全局地址空间为 0x7E_0000-0x7F_FFFF。 本地地址映射分别为: PAGE_F8 0xF88000 TO 0xF8BFFF PAGE_F9 0xF98000 TO 0xF9BFFF PAGE_FA 0xFA8000 TO 0xFABFFF PAGE_FB 0xFB8000 TO 0xFBBFFF PAGE_FC 0xFC8000 TO 0xFCBFFF

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第 5 章 控制策略
5.1 基本算法说明
按照现实中的情况,智能小车并不需要笔直按着黑颜色线运动,去掉了容易产生饱 和的 I 控制,同时由于摄像头有足够的超前部分,去掉 D 控制。为了让小车看起来中运 动更加平缓,可以尽量不去调节;在遇到产生大偏差的转弯时,舵位平衡装置可以快速 做出反应。所以 P 会不断变化,也就是说是它没有线性规律。对于驱动电机,我们一方 面需要反应速度快的要求,另一方面,电机转速的变化变得更快的电流变大,高频加速 度非常大,仅停止驱动器芯片上的热保护,甚至可能造成一些损坏电机。所以,此处选 用 PID 算法调节。

5.2 路径识别
在汽车运动定时录制时间:AB,BC,CD,AD。如图 1 和图 3,两个数字之间的差值 反映了汽车的位置,这是控制舵位置偏差的平衡装置。为了消除偶然误差的影响,确定 的平均数量的数据,以确定的重心,台车,道路信息数据,根据基于输出信号格式还确 定定点的自动识别,线路长度也是固定的,所以这些值,我们可以删除一些明显错误的 地方,可以有很好的效果,但车是更稳定的。

5.3 转向非线性 P 控制
要充分利用 I 的控制,取平均值的几个数字。确定所需的值的相位角,可以得到的 旋转角度值 A, 因为图像可能会扭曲和盲的字段部分中, 为了避免汽车可能会离开轨道。 这里还花了 8 行后场的位置, 得到的角度信息值 A2, 最终确认转向舵角位置平衡装置公 式: A=K1×A1 +K2×A2,A1=P×S△1,A2=P×S△s2 (1) 其中,K1,K2 一加权系数:S△1 ,S△2-当前位置偏差量;P-比例系数。 在这样的控制的基础上,更容易控制的车,转向更灵敏,并显着降低积累的决定所造成 的错误,而路由信息也更加丰富,小车跑道的几率大大降低。

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5.4 速度控制 PID 控制
加上硬件传感器的速度,你可以得到在当前的汽车速度通过循环 PLD 控制,及时, 快速和平稳速度调整,达到了预期的效果。车辆在道路上真正的运动,各种外部因素的 变化,在不同负载下的数据,通过不同的采样将成为一位伟大的变速车。这就是所谓的 速度控制器的控制下。为了最大限度地提高速度的车,使用前的最高目标速度,附近的 角落开始放缓,进入弯道的速度调整自己的过弯速度极限,如果在高速行驶时的角落, 你需要调用制动系统会出在加速的过程中的角, 以确保电机的转速始终是一个渐进的过 程。

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结论
文章建立于传感设施以及单片机的知识基础上, 通过使用 CMOS 摄像头, 借助 MC9S 系列单片机作为主要的控制芯片部分,陀螺舵位平衡装置和交流电力传动带动运转,通 过软件编程,设计了一个价格低廉,结构清晰分块的智能小车。通过智能小车的转向的 角度和车速的控制的实验, 证实了小车在黑色导线的指引下能够平稳地按照任意的给定 的路线进行行驶,循迹的效果很好,速度的控制响应较快,动态的性能较好,稳态的误 差较小,系统稳定性以及抗干扰的能力较强。智能小车本身就是一个综合了多门的学科 的很前沿的课题之一,拥有着非常广阔的应用前沿,不过想要达到人们预期的那种高度 还需要一段较长的时间,智能小车的发展与图像的处理、模式的识别、道路的检测、硬 件的控制等等诸多先进技术的进一步提高息息相关, 需要坚持不懈地探索以及持之以恒 的研究才行。

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参考文献
[1] 马忠梅,籍顺心,张凯等.单片机的 C 语言应用程序设计[M].北京航空航天大学出版 社,2006. [2] 张毅刚,彭喜元,董继成.单片机原理及应用[M].高等教育出版社,2003. [3] 高吉祥,黄智伟,丁文霞. 数字电子技术[M].电子工业出版社,2003. [4] 谢自美,阎树兰,赵云娣等.电子线路设计·实验·测试(第二版)[M].华中理工大 学出版社,2000. [5]童诗白,华成英.模拟电子技术[M].高等教育出版社,2006 年. [6]刘建清.轻松玩转 51 单片机 C 语言[M].北京航空航天大学出版社,2010. [7]安岩.自动循迹智能小车的设计[A].苏州科技学院学报, 2010, 第 23 卷 (第 1 期) : . [8]周君芝.基于 NRF905 的智能小车控制教学案例浅析[A].长江大学学报, 2010, 理工卷: . [9]王玉成,王庭有,徐丽娟.智能控制小车常用传感器实现[A].数字技术与应用,2010, 第 5 期. [10] 程开富.国内 CMOS 图像传感器的研制与开发状况[M] 《集成电路通讯》 ,2005.06.25. [11] 程开富. CMOS 图像传感器及应用.[M]《半导体光电》中国电子科技集团第四十四 研究所,2000.12.30. [12] 刘蕊.数字图像中边缘检测算法的研究《江苏科技大学硕士论文》2009.12.21 [13] 刘 进 ; 齐 晓 慧 ; 李 永 科 ; 基 于 摄 像 头 的 智 能 小 车 设 计 与 实 现 [J] 《 传 感 器 世 界》.2008.02.25 [14] 张红涛;赵书尚;韩建海; 基于 CMOS 传感器的智能小车设计 [J]《河南科技大学学 报(自然科学版)》. 2009.02.15 [15] 胡杰.基于 16 位单片机 MC9S12DG128 智能模型车系统开发研究.[J] 《武汉理工大学 硕士论文》. 2008.04.01 [16]Andrea C; Simone G; Augusto T Electrostatic Discharge Effects in Ultrathin Gate Oxide MOSFETs[外文期刊] 2006(01) [17]Ker M D ; Lin K H The Impact of Low-holding-voltage Issue in High-voltage CMOS Technology and Design of Latchup-free Power-rail ESD Clamp Circuit for LCD Driver IC[外 文期刊] 2005(08) [18]Ker M D; Chen J H Self-Substrate-Triggered Technique to Enhance Turn-On Uniformity of multi-Finger ESD Protection Devices[外文期刊] 2006(11) [19]Smith J C; Boselli G A MOSFET Power supply clamp with feedback enhanced triggering for ESD protection in advanced CMOS technologies[外文期刊] 2005(02) [20]Ker M D; Chang W J ESD Protection Design with On-chip ESD Bus and High-voltage-tolerant ESD Clamp Circuit for Mixed-voltage I/O Buffers 2008(06)

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致谢
在此论文撰写过程中, 给予我大力支持的指导老师戴学丰老师的热情关怀和悉心指 导。在我撰写论文的过程中,戴老师倾注了大量的心血和汗水,无论是在论文的选题、 构思和资料的收集方面,还是在论文的研究方法以及成文定稿方面,我都得到了戴老师 悉心细致的教诲和无私的帮助,特别是他广博的学识、深厚的学术素养、严谨的治学精 神和一丝不苟的工作作风使我终生受益,在此表示真诚地感谢和深深的谢意。 在论文的写作过程中,也得到了许多同学的宝贵建议,同时还到许多在工作过程中 许多同事的支持和帮助,在此一并致以诚挚的谢意。 感谢所有关心、支持、帮助过我的良师益友。 最后, 向在百忙中抽出时间对本文进行评审并提出宝贵意见的各位专家表示衷心地 感谢!

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附录
主要元器件 主要元器件 电容 电阻 CRT5000 发光二极管 LM298 按钮开关 12M 晶振 8550 7805 数码管 nRF9 STC89C52 二极管 小车底座 三极管 数量 30 40 6 10 4 2 2 10 2 2 2 2 16 2 8

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