摄像头组-中国石油大学(华东)-石大摄像头二队技术报告

第七届“飞思卡尔”杯全国大学生

智能汽车竞赛

技术报告

学校：中国石油大学（华东）

队伍名称：石大摄像头二队

参赛队员：田伟伟

寻贇贇

张洋弘

带队教师：宋继志

王媛媛

I

关于技术报告和研究论文使用授权的说明

本人完全了解第七届“飞思卡尔”杯全国大学生智能汽车竞赛关保留、使用技术报告和研究论文的规定，即：参赛作品著作权归参赛者本人，比赛组委会和飞思卡尔半导体公司可以在相关主页上收录并公开参赛作品的设计方案、技术报告以及参赛模型车的视频、图像资料，并将相关内容编纂收录在组委会出版论文集中。

参赛队员签名：

带队教师签名：

日期：

II

摘要

本文设计的智能车系统以飞思卡尔半导体公司的 16 位单片机MC9S12XS128微控制器为核心控制单元，在 CodeWarrior5.0 开发环境中进行软件开发，采用摄像头组指定的A 型车模，使智能车在跑道上沿着两边黑线以最快的速度行驶。智能车系统使用OV7620数字摄像头来获取赛道图像信息，并以中断的方式将数据传送到单片机来进行处理。为节省单片机的处理时间，单片机在中断的间隙对数据进行处理。智能车系统的控制方面，本车通过电机驱动模块驱动电机和编码器进行测速，使用PID控制算法进行速度的闭环控制。为了提高智能车的速度和稳定性。我们使用了蓝牙串口、SD卡、matlab GUI上位机多种调试工具。实验结果表明，此系统设计方案可以使用。

关键字：MC9S12XS128，OV7620，PID，SD 卡，matlab GUI

III

目录

摘要................................................................................................................................................. I II 引言 (1)

第一章系统整体设计 (1)

1.1系统概述 (1)

1.2 整车布局 (1)

第二章系统机械结构设计与实现 (3)

2.1 车体机械结构 (3)

2.2 舵机固定结构 (3)

2.3 摄像头固定结构 (4)

2.4 前轮倾角 (5)

2.4.1 车轮定位参数介绍 (5)

2.4.2 车模的前轮倾角的调整 (8)

第三章硬件系统的设计与实现 (9)

3.1 硬件设计方案 (9)

3.2 摄像头的选择 (9)

3.3 电路设计方案 (10)

3.3.1 单片机最小系统板 (10)

3.3.2 电源稳压电路 (10)

3.3.3 电机驱动电路 (11)

第四章软件系统的设计与实现 (14)

4.1 灰度图像处理算法 (14)

4.1.1 图像采集 (14)

4.1.2 阈值算法 (17)

4.1.3 二值化算法 (18)

4.2 黑线提取算法 (18)

4.2.1 求双边线算法 (18)

4.2.2 恢复中心线算法 (19)

4.2.3 起跑线的识别 (19)

4.3 PID控制算法 (20)

4.3.1 经典PID控制介绍 (20)

4.3.2 经典PID在智能车速度控制上的使用 (23)

4.3.3 经典PID在智能车舵机控制上的使用 (24)

第五章系统调试 (26)

5.1编译开发环境 (26)

5.2 SD卡模块 (26)

5.2.1 SD卡的介绍 (26)

5.2.2 SPI总线的介绍 (27)

5.2.3 SD卡的软件操作 (27)

5.2.4 SD卡文件系统 (29)

5.3 用WinHex处理SD卡中的数据 (30)

5.4 matlab GUI上位机 (34)

5.4.1 matlab GUI的介绍 (34)

5.4.2 matlab GUI的上位机软件开发 (35)

5.4.3 上位机的软件调试 (36)

第六章模型车的主要技术参数 (40)

结论 (41)

参考文献 (42)

附录................................................................................................................................................... I

IV

附录A 电路原理图................................................................................................................. I 附录B 核心算法子程序 ......................................................................................................... I

V

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/xvrl.html