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基于k60单片机的ccd传感器智能车设计.doc
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基于k60单片机的ccd传感器智能车设计.doc
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本科生毕业论文(设计)
题目: 基于 K60 单片机的 CCD 传感器
智能车设计
学 院 电子信息工程学院
学科门类 工 学
专 业 电子信息工程
学 号 1108421118
姓 名
指导教师
2015 年 05 月 06 日
I
摘 要
本篇文章主要介绍了基于线性 CCD 的飞思卡尔智能小车控制系统的软件和硬件设计
要点。智能车系统的简单工作原理是线性 CCD 传感器采集的光信号所反映的赛道信息经
过 MK60 的相应的算法处理,主要先对数字的信号进行滤波以做到滤除杂波的效果,再
通过黑线提取的算法,从而识别赛道。接着软件判断赛道信息是否正确,结合控制的算
法控制舵机给出合理的舵机转角值,然后单片机再给出相符的 PWM 波占空比用来控制电
机的转速。控制速度方面主要是采用一个 500 线增量式光电编码器来实时反馈脉冲,利
用单片机的 FTM 功能采集速度的脉冲值。最后通过蓝牙和 OLED 显示屏反映即时信息,
用以调试具体参数。经过场地的多次测试,小车的智能系统可以通过复杂的赛道,且运
行的十分平稳。
关键词:滤波;线性 CCD;MK60DN512ZVLL10;蓝牙
II
Abstract
The paper mainly introduced the software and hardware design of Freescale intelligent car
control system which based on linear CCD. The simple working principle of intelligent vehicle
system is that the light of the linear CCD sensor signal reflects the track information throught
MK60 corresponding algorithm processing which achieve the effect of filtering clutter by filt
black line extraction algorithm. Then the software judges whether the track information is
correct and in combination with control algorithm to control the steering Angle of steering gear
is given reasonable value, and then MCU gives consistent wave PWM duty cycle which is used
to control the speed of the machine. Control speed mainly uses a 500 line incremental photo
electric encoder to real-time feedback pulse, and the FTM function of microcontroller pulse
value of the acquisition speed. Finally reflecting the real-time information through Bluetooth and
OLED display and debugging the concrete parameters. After field testing for many times, the
intelligent system of the car can pass through the circuit of complexity and run very smoothly.
KeyWords: wave filtering; linear CCD; MK60DN512ZVLL10; Bluetooth
III
目 录
摘 要 ..............................................................................................................I
Abstract ..........................................................................................................II
目 录 ...........................................................................................................III
1. 引言...................................................................................................................1
1.1 概述............................................................................................................1
1.2 智能车辆的发展与现状............................................................................1
1.3 研究智能车辆的目的和意义....................................................................2
2. 方案设计 ..........................................................................................................2
2.1 选定合适的系统总体方案........................................................................3
2.2 系统总体方案的设计................................................................................3
2.3 小结............................................................................................................4
3. 调整和优化机械结构 ...............................................................................4
3.1 智能汽车车体机械建模............................................................................5
3.2 智能汽车传感器的安装............................................................................5
3.2.1 速度传感器的安装.........................................................................5
3.2.2 安装线性 CCD................................................................................6
3.2.3 车模红外对管传感器.....................................................................7
3.3 重心高度调整............................................................................................7
3.3.1 电路板的安装.................................................................................7
3.3.2 电池安装.........................................................................................7
3.4 其他机械结构的调整................................................................................7
3.5 小结............................................................................................................7
4. 智能汽车硬件电路设计 ...........................................................................7
4.1 智能车主控板设计....................................................................................8
4.1.1 电源管理模块.................................................................................8
4.1.2 电机驱动模块.................................................................................9
4.1.3 接口模块.......................................................................................10
4.2 智能汽车传感器......................................................................................12
4.2.1 线性 CCD 传感器.........................................................................12
4.2.2 编码器...........................................................................................12
4.3 液晶屏......................................................................................................13
4.4 小结..........................................................................................................13
5. 智能汽车控制软件设计 .........................................................................13
5.1 控制流程图..............................................................................................13
5.2 线性 CCD 传感器路径精确识别技术....................................................13
5.2.1 分析线性 CCD 路径识别.............................................................14
5.2.2 线性 CCD 传感器路径识别算法.................................................15
IV
5.3 弯道处理..................................................................................................16
5.4 PID 算法...................................................................................................16
5.5 障碍以及人字弯处理..............................................................................16
5.6 软件开发、调试......................................................................................17
结束语 ............................................................................................................18
参考文献 ........................................................................................................19
附 录 ............................................................................................................20
致 谢 ............................................................................................................25
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