智能车在探测.救生等方面具有广阔的应用前景,针对图像识别智能车缺乏稳定的运行状况,提出一套完整的硬件设计思路.该系统以飞思卡尔公司的MC9S12XSl28单片机为核心控制器,设计智能车整体硬件系统框架,并详细给出了智能车电源单元电路、电机驱动模块、舵机控制的电路图、通过分析路径信息采集、速度信息采集、以及对输入/输出模块与单片机连接,说明如何构成一个闭环反馈系统.以上硬件系统应用在智能车中得到了稳定的运行.
近年来,智能车辆和智能交通已成为汽车和智能控制领域的研究热点之一.智能车即轮式移动机器人,智能车的设计涉及模式识别.传感技术.电子.控制.计算机.机械和电源等多个学科.智能小车能在非特定环境下工作,在探测.救生等方面具有广阔的应用前景,对智能循迹系统的研制和改进,对上述领域产品的研发具有推动作用.
本文以第七届飞思卡尔智能车比赛为背景,讨论摄像头识别的智能车在复杂道路条件下的运行情况.该系统采用MC9S12XS128微控制器作为核心控制器并结合OV7620 图像传感器获取路况信息.微控制器输出三路PWM信号,其中两路用来控制车速,一路用来控制舵机的方向.三路信号均通过调节PWM 信号的占空比,来控制直流电机的正转.反转转速和舵机的转向.
实现对智能车的良好精确的控制,没有一套合理稳定的硬件电路是难以保证智能车的良好运行.本文主要对智能车的硬件系统进行相关设计.
1 智能车硬件系统整体框架
智能车硬件系统主要包括控制器.电源电路单元.输入设置.摄像头OV7620图像采集.车速检测.舵机和电机驱动,串口通信等模块.按照以上模块的功能,小车的硬件系统可以分成:电源部分.信息获取部分.信息处理部分.实时控制和输入/输出部分,构成一个闭环的控制系统.图1为智能车整体硬件组成系统.
智能车竞赛摄像头组的小车用摄像头采集道路信息,利用采集到两条黑色边界线和白色赛道的灰度值不同,识别道路状况,通过处理采集到的图像,对小车实施实时控制.本文利用单片机MC9S12XSl28处理采集到的数据,用舵机和驱动电路驱动电机,控制小车的运行.
智能车设计的完整方案是:用摄像头采集道路信息,摄像头内部集成了ADC 和图像的行场分离芯片LM1881.根据采集到的一场图像情况,计算出赛道的曲率半径,对于赛道不同弯曲程度,用不同的PWM信号控制舵机的转向和电机的转速,使得小车能够智能化的沿着赛道行驶.