如何使用Freescale16位單片機和CCD傳感器進行智能小車的設計

　　本系統(tǒng)以 Freescale16 位單片機 MC9S12DG128 作為系統(tǒng)控制處理器，基于CCD傳感器采集視頻圖像，通過對獲得的圖像進行處理分析，獲得道路信息提取賽道黑線，并結合測速反饋實現(xiàn)對小車的閉環(huán)反饋控制。文中介紹了賽車的硬件設計和軟件設計，詳細介紹了車模機械結構調整、小車圖像采集模塊、轉向模塊和驅動模塊的設計、參數(shù)和有關測試，以及攝像頭工作機制以及安裝選型和速度反饋的設計。除智能車系統(tǒng)本身的介紹外，文中還詳細敘述該系統(tǒng)開發(fā)過程中所用到的開發(fā)工具、軟件以及各種調試、測試手段方法。

　　本文采用先總后分的結構，對系統(tǒng)設計和調試的各部分進行了介紹，突出強調了系統(tǒng)機械結構、硬件電路和軟件程序的統(tǒng)一。全文共由六個章節(jié)組成，第一章為引言，二至五章為主體部分，第六章為總結與展望。首先，基于競賽為背景以及相關的參考文獻，在第二章里引出了智能車的整體設計策略，確定了系統(tǒng)總體框架。然后，第三章和第四章分別介紹了智能車的硬件和軟件方面的設計，以及車模機械性能的一些探索和改進。第五章介紹了智能車設計中的開發(fā)環(huán)境及調試方法。第六章是我們在這次為參加競賽的設計過程中總結和對未來的展望。

　　智能車競賽所使用的車模是一款帶有差速器的后輪驅動模型賽車，由大賽組委會統(tǒng)一提供。通過設計基于Freescale 公司開發(fā)的MC9S12DG128單片機的自動控制器控制模型車在封閉的跑道上自主循線運行。

　　自動控制器是以單片機MC9S12DG128［12］為核心，配合有傳感器，電機，舵機，電池及相應的驅動電路，它能夠自主識別路徑，控制模型車高速穩(wěn)定運行在跑道上。

　　設計自動控制器是制作智能車的核心環(huán)節(jié)。在嚴格遵守規(guī)則中對于電路限制條件，保證智能車可靠運行前提下，電路設計盡量簡潔緊湊，以減輕系統(tǒng)負載，提高智能車的靈活性。

　　作為能夠自動識別道路運行的智能汽車，車模與控制器可以看成一個自動控制系統(tǒng)。它可以分為傳感器，信息處理，控制算法及執(zhí)行機構四個部分。其中，以單片機為核心，配有傳感器，執(zhí)行機構以及它們的驅動電路構成了控制系統(tǒng)的硬件。信息處理與控制算法由運行在單片機中的控制軟件完成。因此自主控制器設計可以分為硬件電路設計和控制軟件兩部分。系統(tǒng)基本控制過程如圖2.1所示。