基于摄像头的智能小车设计与实现

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基于Freescale 公司的16 位HCS12 单片机设计一种智能车系统。在该系统中，由CMOS 摄像头
6 M7 K2 [/ t4 m实现路径识别，通过对小车的闭环控制，使小车能按照任意给定的黑色引导线平稳地寻迹。实验证明：系
4 r" `; w- z: P$ P/ o4 Z+ f统能很好地满足智能车对路径识别性能和抗干扰能力的要求，舵机调节响应时间快，稳态误差小，具有较
好的动态性能和良好的鲁棒性。

一、引言
智能汽车是一种集环境感知、规划决策、自动行驶等功能于一体的综合系统，集中的运用到自动控制、
模式识别、传感器技术、汽车电子、电气、计算机、机械
9 [2 }; D7 N2 w7 @2 @2 r3 G. U: x等多个学科，是典型的高新技术综合体，具有重要
' G! O! @" l) O) d+ Y' }! t0 ]  P的军用及民用价值。通常，智能车系统要求小车在白色背
+ }, u% z( W) Q/ l( c/ Y景的场地上，通过对转向角和车速的控制，使小车能自动
地沿着一条任意给定的黑色带状引导线行驶。
+ u- f% a" E9 y3 A% b& j本文基于低功耗CMOS 摄像头设计了一种智能车，并
完成了给定的任务要求。
二、系统总体方案
& L, D; g0 M+ {) |( `4 l% m+ \该系统主要由HCS12 控制核心、电源管理模块、电机
驱动模块、路径识别模块、转向舵机控制模块和速度检测
! f9 w- J& H( i8 l3 |模块组成，其结构框图如图1 所示。
路径识别功能由面阵CMOS 摄像头实现，将视频信号
1 r' x6 k+ U9 d二值化为128×64pix 的图像后送入微处理器进行处理。舵机
" X! m0 [2 Q6 P% a控制采用非线性P 算法进行调节，而车速控制采用的是PID
, A: g; a4 N; b& I3 a( q算法。软件设计中实时采集路况信息和实时速度，实现整
个系统的闭环控制。
三、系统硬件设计
# o. {0 l, F+ g, b0 J+ _) P系统的硬件主要包括：HCS12 单片机主控电路、图像同
; Q! J- {) ?6 j$ ?7 y; u步信号分离电路、二值化电路、电源管理电路、电机驱动
板、波形整形电路、测速电路几部分，其系统结构如图2 所

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