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计算机控制系统课程设计报告姓 名：_班 级：_学 号：_指导教师：_年 月 日目录引言.1第一章智能车系统方案设计.11.1 系统方案设计基本要求、任务与目标.11.2 智能车系统初步方案的确定与论证.2第二章硬件系统设计.32.1电源模块.32.2电机驱动模块.52.3车速采集模块.62.4辅助模块.72.5电路的设计与制作.7第三章控制器设计.83.1图像采集.83.2 图像处理.33.2.1二值化处理.33.2.2图像滤波.43.2.3梯形失真校正.43.3路径识别.43.4 电机PID算法、反向制动算法.53.4.1数字PID控制简介.53.4.2车速采集.13.4.3反向制动算法.83.4.4舵机参数测定.103.4.5路径规划.103.5各模块初始化.113.5.1时钟模块.113.5.2 PWM 模块.123.5.3 ECT 模块.133.5.4 IRQ 模块.133.5.5 I/O.133.5.6串行通信模块.14第四章结论.164.1 总结.164.2 展望.17参考文献.17引言智能车辆，是一个集环境感知、规划决策、多等级辅助驾驶等功能于一体 的综合系统，它集中地运用了计算机、现代传感、信息融合、通讯、人工智能 及自动控制等技术，是典型的高新技术综合体.它具有道路障碍自动识别、自动 报警、自动制动、自动保持安全距离、车速和巡航控制等功能。智能车辆致力 于提高汽车的安全性、舒适性和提供优良的人车文互界面，是目前各国重点发 展的智能交通系统中一个重要组成部分，也是世界车辆工程领域研究的热点和 汽车工业增长的新动力.随着科学技术的发展，特别是计算机技术、信息技术、人工智能、电子技 术的突飞猛进，智能车辆技术有了实现的技术基础。目前智能车辆技术在轿车 和重型汽车上主要后用于碰撞预警系统、防撞及辅助驾驶系统、智能速度适成、自动操作等，其在军事上的反用更加广泛和重要。车辆智能化是汽车工业今后的发展趋势，也是人们对安全性要求越来越高 未来汽车的发展方向。随着计算机技术和信息技术为代表的高新技术的发展，人工神经网络技术、模糊控制技术、神经模糊技术、虚拟实现等新技术的出现,智能车辆技术的研究将会有突破性的进展。智能车辆系统的实用化是是智能车 辆发展的前进方向，适应性强、环境适应性好的智能车辆将是研究的重点。第一章智能车系统方案设计1.1 系统方案设计基本要求、任务与目标智能车竞赛所使用的车模是一款带有差速器的后轮驱动模型赛车。通过设 计基于MC9S12DG128为核心的单片机自动控制器控制模型车在封闭的跑到上自 主循线运行。整个系统还包括传感器、电机、舵机、电池以及相应的驱动电路。自动控制器的设计是制作智能车的核心环节，其次是传感器选型和各芯片 型号的确定。1.2 智能车系统初步方案的确定与论证硬件电路是整个设计的基础。赛车系统结构如图2.1：硬件电路主要包括以下几个部分：DG128最小系统 可以用单片机开发板，也可自己设计。开发板使用方便，但是电路板集成度不高，还会增加系统的质量和质心高度，最后决定自行设计。赛道检测电路 对赛道中心引导线的检测，主要采用两种传感器：光电管 传感器和摄像头传感器。光电管电路简单，但循线效果不好；摄像头电路比光 电管稍难，但循线效果好，最终决定采用摄像头。电机驱动电路 电机驱动采用MC33886驱动芯片舵机驱动电路 由于电池是7.2v,但舵机所需的标准电压是6v,所以需要 对舵机外加稳压电路。电源电路 即为各模块电源的电路。包括：摄像头12V稳压电路、单片机5v电源电路，舵机6v稳压电路图1.1系统方案示意图第二章硬件系统设计2.1电源模块电源模块主要包括单片机电源模块、舵机电源模块、摄像头电源模块。电源模块示意图:图2.1电源模块单片机电源模块选用LP3853ES-5.0芯片，它是国家半导体生产的线性低 压差稳压芯片，它只要有O.lv的压差就可以输出稳定电压，压差达到0.3v就 可以输出最大电流3A,其输入的最高电压为7v,输出5v。其典型应用电路图如图INPUT o_3.3V 10%C*10 pFv vSD*1VIN VOUTLP3853-1.8#1.8V,3.0A t COUT10SD ERRORGND0 ERROR*Z-*TANTALUM ORCERAMIC图2.2 LP3853典型电路图其内部原理图如图:LP3853舵机电源是6v,采用LM317T芯片为其供电，因为舵机的电压可以提高舵机 的反反时间(但舵机寿命会大大缩短)，LM317T的输出电压从1.2v道37V可调 节，选用该芯片是为了调节电压以调节舵机反网时间。其输出电压计算公式为:/R、Vnnt=1.25v 1+=(JVIL ACIJ 乙)其典型应用电路如图所示:图2.5 LM317T典型应用电路图摄像头选用的是628X582像素的，标准电源电压是6V12v,最初采用12 稳压模块给它供电，但是它体积太大，太重，不利于系统的集成化、轻量化。价格也较贵。后来改用LM2577开关稳压芯片给它供电。该芯片输入电压范围大,2.2 电机驱动模块电机驱动采用MC33886芯片，使用两片MC33886将堵转时通过电流的极限 值提升了，这需要在供电模块中合理的布线解决，以提高整个驱动系统的可靠 性，在设计PCB时还要为MC33886添加散热盘，降低其工作时的温度。驱动电路原理图见下图：图2.7驱动电路原理图由于反向制动时反向电动势很大，在MC33886的输出端加了续流二级管对 电路加以保护，如下图所示：2.3 车速采集模块要提高整个系统的性能，就必须要将速度闭环控制，而车速采集是闭环控 制的关键所在。测速采用光电编码器，其每转可以输出500个脉冲，精度较高，输出为集 电极输出，通过外接电阻将其改为电压输出，无需外加电路，使用方便。但其 安装同轴度要求较高。光电编码器与电路板和单片机的接口：ECT2图2.9车速采集模块接口图2.4 辅助模块电压实时监控模块在电池电量不足时报警。为此用MC34064芯片设计了一 个电压监控电路，加了一个红色发光二极管，当电压低于7.2v时，二极管发光 报警。监控电路原理图如图：图2.10电压监控模块电路图2.5 电路的设计与制作系统电路原理图:=血麻川M/11 CCD SINGALSINGAL MODULEnniin mi niiininimti图2.11系统电路原理图第三章控制器设计3.1 图像采集摄像头的工作原理是按特定的分辨率，以隔行扫描的方式采集图像上的点,当扫描到某点时，就通过图像传感芯片将该点处图像的灰度转换成与灰度相对 后的电压值，然后将此电压值通过视频信号端输出。摄像每扫描图像上的一行,就输出一段连续的电压信号，电压信号的高低变化反映了该行图像的灰度变化。每扫描完一行，视频信号端就输出一个低于该行最低视频信号电压的脉冲，即 扫描换行的标志一行同步脉冲。然后，跳过一行继续扫描，如此反复，直到扫 完一场。接着会出现一段场消隐区，它包含了扫描换场的标志一场同步脉冲，它标志着新一场的到来，不过得等场消隐区过去，下一场的视频信号才真正到 来。行、场消隐脉冲的相对电平为75%,相当于图像信号黑电干。行消隐脉宽 为12us、周期为64us,场消隐脉宽为1 612us、周期为20ms。（图）摄像头 每秒扫描25幅图像，每幅又分奇、偶两场，先奇场后偶场，故每秒扫描50场要能有效地对视频信号进行采样，如何提取出视频信号中的行同步脉冲、消隐脉冲和场同步脉冲是关键。LM1881视频同步信号分离芯片可以从视频信号 中提取信号的时序信息，如行同步脉冲、场同步脉冲和奇、偶场信息等，并将 它们转换成TTL电平提供给单片机。图3.2摄像头信号采样电路图摄像头视频信号输出端接MC9s12DG128得AD0 口和LM1881的视频信号输入 端（2引脚），行同步信号输出端（1引脚）接DG128的IRQ,场同步信号输出端（3引脚）接DG128的PB1,奇-偶场同步信号输出端（7引脚）DG128的PBO。此智能车所用的摄像头是628X582像素的，如果对每一行都进行采样，数 据量太大，单片机的处理速度跟不上。因此每场采15行，每行采50个点，图 像采集程序的流程图如下图：开始采集隔行采集每场采15行行采集 每行采50个点是否以及15行否采集结束图3.3图像采集流程图3.2 图像处理由于摄像头采集回来的图像干扰信息很多，图像的梯形失真也需要校正。这就要求对采集回来的原始图像进行滤波等处理。3.2.1 二值化处理二值化处理最重要的便是阈值的设定。说为的阈值就是将灰度或彩色图像 转换为高对比度的黑白图像。所有比阈值亮的像素转换为白色；而所有比阈值 暗的像素转换为黑色。有两种阈值方法。固定阈值和动态阈值，前者又分为全 局阈值法和局部阈值法。全局阈值即是整幅图像都使用一个阈值，局部阈值法 是在不同区域采用不同阈值。动态阈值是根据环境的变化，针对采集回来的图 像信息计算阈值。全局阈值发在图像处理中应用比较多，所以采用此法。图3.4二值化前图像 图3.5二值化后图像3.2.2 图像滤波找出二值化以后的图像每一行中的黑色区域，如果只有一个黑色区域，则 记下黑色区域起始点对质的列号和结束点对质的列号，求平均值即为黑线中心,如果黑色区域大于或者等于两个该行图像信息有错，则利用该行相邻行找出正 确的黑线位置。如果连续几行都为错，则放弃这几行，直道找到正确行为止，再将刚才放弃的部分黑线补上。3.2.3 梯形失真校正梯形失真会导致路进识别不准甚至出错，因此对梯形失真进行了简单校正。采用比例法来矫正梯形失真。由于摄像头视野最远处的宽度和最近出的宽 度显然是不一样的，而摄像头的行分辨率是相同的，这就导致两个采样点之间 的实际距离是不一样的，而单片机却认为他们是一样的，这也是导致梯形失真 的原因。测量出摄像头扫描赛道最近处和最远处视野宽度，算出相邻两个采样 点所代表的实际距离，再量出视野长度，中间各行相邻两采样点之间的距离根 据其行号按比例计算出来。3.3 路径识别路径识别是整个算法的重点，几乎所有的控制算法都是建立在路径识别上 的。路径识别主要是普通弯道、小s形弯道、大s形弯道、十字交叉道的识别。普通弯道是最容易识别的，可以根据偏移量、曲率等来识别。采用前一种,这种方法不但算法简单，而且还可以用于识别多种路况。其具体思路就是将整 幅图像的引导线位置相加再求平均值，再根据试验得到的数据设定阈值：直道 和小S形弯道判断的阈值（将小S形弯道也处理成直道），只要平均值小于该值 就为直道，大于该值则为普通弯道或大s形弯道，再根据平均值的大小和当前 车速做加减速控制和舵机打角控制。十字交叉道识别也较重要，该处处理不好智能车赛车则不会按预定路线行 进，图为处理前后的交叉道的情况：图3.6路径识别前后的交叉道3.4 电机PID算法、反向制动算法由于赛道较复杂，想要以较短的时间完成比赛就必须要对车速加以控制，设计一个车速控制器针对不同的道路状况使赛车具有不同的车速。直流电机调 速系统比较常见，基本都是调节两端电压来调节其转速，采用两片MC33886驱 动芯片的H桥驱动电路来驱动电机，这样就可以通过调节送给驱动芯片的PWM 信号来调节电机速度，采用光电编码器采样车速的构成闭环控制系统。3.4.1 数字PID控制简介数字PID控制算法是连续系统理论中技术比较成熟、应用比较广泛的一种 控制方法，PID控制可归结为对控制系统动态品质的校正而得到的一种方案，使 得系统能按偏差的比例、积分和微分进行控制。数字PID控制器有两种，控制 器输出值与被控量一一对成的叫位置型PID,控制器第k次输出值为第k次与第 可k 1次的差值的叫增量型PID。由于控制器输出量电机电压(由PWM信号控 制)与被控对象电机转速一一对成，所以选位置型PID,其表达式如下：(幻=Kp侬攵)+擀+e(k-1)L j=。/式中T=为采样周期，T必须足够小系统才具有一定精度，e(幻为第k次 采样时的偏差值，可为采样序号，(%)为第k次采样时控制器的输出。其简化 式为：一(%)=Kpe(k)+Kf e(j)+KD e(k)-e(k-1)；=o式中勺、K。分别叫做比例、积分、微分控制系数。比例(P)控制比例控制是一种最简单的控制方式。其控制器的输出与输入误差信号成比 例关系。当仅有比例控制时系统输出存在稳态误差。积分(I)控制在积分控制中，控制器的输出与输入误差信号的积分成正比关系。对一个 自动控制系统，如果在进入稳态后存在稳态误差，则称这个控制系统是有稳态 误差的或简称有差系统。为了消除稳态误差，在控制器中必须引入“积分项”。积分项对误差取决于时间的积分，随着时间的增加，积分项会增大。这样，即 便误差很小，积分项也会随着时间的增加而加大，它推动控制器的输出增大使 稳态误差进一步减小，直到等于零。因此，比例+积分(PI)控制器，可以使系统 在进入稳态后无稳态误差。微分(D)控制在微分控制中，控制器的输出与输入误差信号的微分(即误差的变化率)成正比关系。自动控制系统在克服误差的调节过程中可能会出现振荡甚至失稳。其原因是由于存在有较大惯性组件(环节)或有滞后组件，具有抑制误差的作 用，其变化总是落后于误差的变化。解决的办法是使抑制误差的作用的变化“超 前”，即在误差接近零时，抑制误差的作用就应该是零。这就是说，在控制器 中仅引入“比例”项往往是不够的，比例项的作用仅是放大误差的幅值，而目 前需要增加的是“微分项”，它能预测误差变化的趋势，这样，具有比例+微分 的控制器，就能够提前使抑制误差的控制作用等于零，甚至为负值，从而避免 了被控量的严重超调。所以对有较大惯性或滞后的被控对象，比例+微分(PD)控 制器能改善系统在调节过程中的动态特性。PID控制器结构图如图：图3.7 PID控制器结构图3.4.2 车速采集用光电编码器来采集车速。车速采集部分设计参数：表3.1车速采模块参数符号物理意义数值D车轮直径/mm52Nc差速器齿轮齿数76Ne光电编码器齿轮齿数18V模型车实际速度Ns光电编码器每转脉冲数500Tv速度测量采样周期2msNp速度测量采样周期内输出脉 冲数目 Np=V*Tv*Nc/Ne/D光电编码器的信号端接单片机的PT7 口，采用脉冲累加的方式，通过一定 时间间隔读取脉冲累加寄存器作差来计算当前车速。采用脉冲累加方式时要注 意脉冲累加寄存器的溢出，否则算出的车速误差较大。速度计算程序为：paO=pal;pal=PACN32+paout65535;pacount=pal-pa0;speed=(6*pacount/2);其中paO、pal是上次和本次中断时累加器的值，paout为两次中断期 间计数器溢出次数，speed为速度变量。3.4.3 反向制动算法要使智能车在一较短的时间完成比赛，速度自然越高越好，显然速度太高 弯道是过不去的，如果以弯道的极限速度匀速跑，又浪费了直道的时间。所以 最隹的策略是直道以较高的速度跑，到弯道时再尽快将速度降下来。在入弯减 速时如果只靠赛道的摩擦阻力效果显然是不够理想的。为此引入反向制动算法。由于MC33886芯片集成的H桥驱动电路本身就具有反向制动功能，所以不 需再外加硬件电路。反向制动流程图如图：图3.8反向制动程序流程图在制动时，电机反向电动势对整个系统电路造成的冲击，从而引起单片机 工作不稳定，电流过大导致电机过热、电机频繁换向导致电刷打火剧烈导致电 机寿命缩短等一系列问题都是需要考虑的。舵机PID算法舵机PID算法是整个控制器的核心之一，赛车是否能流畅的完成比赛，完全取决于舵机控制的好坏。此外对路径的规划也是通过控制舵机打角来实现的。3.4.4 舵机参数测定通过实验测出已安装在模型车上的舵机的中位PWM值(Servo_center),模 型车转向轮左右极限时舵机PWM(Servo_left Servo_right)值是舵机控制的 基础。测试舵机中位时，先在舵机控制模块中给舵机PWM设计一个全局变量(Pwm_Servo),将赛车放在长直道上，保证车身放正并处于赛道正中间，利用 BDM查看此时Pwm_Serv。的值，将此值直接赋给舵机PWM,并将赛车放到直道上 跑，看是否跑偏，微调Pwm_Servo的值，直到赛车在直道上不再跑偏为止。测定舵机左右极限时，可根据转向轮的左右极限转角，利用BDM查看舵机 Servo_left和Servojight的值。注意转向轮在左右极限转角时，转向轮不可 被赛车底盘卡住，这样不但会增加转向阻力，严重时还可能使转向轮抱死，失 去转向能力。舵机的PWM计算公式为：Pwm_Servo=Servo_center+(Servo_left-Servo_right)/Simage_number*offline_one;.公式四式中Simage_number为每行采集的点数，offline_one为黑线在整幅图像中 的位置。3.4.5 路径规划要想以最短的时间跑完整个赛道，并不需要严格按照黑色引导线行驶，需 要找出相对较短的行驶路径，即路径规划。例如 过普通弯道的时候，以同样的 速度走内弯显然比走中间或外弯所花时间少，过小S形弯时。直接过去和严格 循迹相比速度快，行驶距离短等等。如果能提前预知前方赛道信息，那么就有可能对路径进行规划。由于采用 的是摄像头，扫描距离较大，这就为进行路径规划提供了条件，这也是选择摄 像头的原因之一。由于摄像头看得较远，每幅图像反映的赛道信息量较大，需要针对赛车在 不同位置，对其有侧重的采用。具体就是将采到的15行划分为几个区域，针对 不同路况对每个区域赋以不同的权值。其原理图如图：图3.9路径规划示意图3.5 各模块初始化3.5.1 时钟模块采用16MHz的外部晶振作为DG128的时钟，这样在默认设置下，其锁相环 时钟、总线时钟和内核时钟分别为32MHz、8MHz和16MHz。由于用摄像头来作为 寻迹传感器，为了缩短A/D的采样时间，缩短采样周期，增加采样点数。对单 升机进行了超频，将总线时钟提高到32MHzo时钟的倍、分频关系由SYNR、REFDV 两寄存器决定。其计算公式为：bus clock=16MHz*(SYNR+1)/(REFDV+1)其初始化为：REFDV=3;SYNR=7;/bus clock=16*(2+1)/(1+1)=24Mdowhile(!(CRGFLG&0X08);等待 PLL 稳定CLKSEL=0X80;3.5.2 PWM 模块PWM模块有8路8位的独立的PWM通道，每个通道都配有专门的计数器，可 独立的可设置周期和占空比，也可以将两个通道合起来作为一路输出，形成16 位通道。该模块有4个时钟源A、SA、B、SB,其中A、SA对应0、1、4、5通道，B、SB对以2、3、6、7通道。通过配置寄存器可设置PWM的使能、每个通道脉 冲极性、输出脉冲的对齐方式、时钟源以及通道位数（8位通道或者16位通道）。将0、1通道合为一个，用于控制舵机；4、5通道合为一个，6、7通道合 为一个，用于控制电机。初始化设置如下：PWMPOL_PPOL1=1;通道01正极性输出PWMCLK_PCLK1=O;通道 01 选择 A 时钟PWMPRCLK_PCKA0=0;PWMPRCLK_PCKA1=O;PWMPRCLK_PCKA2=1;/A CLOCK=BUS CLOCK/16PWMCAE_CAE1=O;左对齐PWMCTL_C0N01=l;/0 1通道合并为一个通道PWMPERO1=PWMPER_SERVO;PWME_PWME1=1;通道 01 使能PWMP0L_PP0L5=1;通道5正极性输出PWMCLK_PCLK5=0;通道 5 选择 SB 时钟PWMCAE_CAE5=0;/左对齐PWMCTL_CON45=1;PWMPER45=PWMPER_SPEED;通道 2 周期为 125PWMDTY45=0;/通道 2 占空比为 25/125PWME_PWME5=1;通道 2 使能PWMPOL_PPOL7=1;通道5正极性输出PWMCLK_PCLK7=0;通道 5 选择 SB 时钟PWMCAE_CAE7=0;/左对齐PWMCTL_CON67=1;PWMPER67=PWMPER SPEED;/通道 2 周期为 125PWMDTY67=0;通道 2 占空比为 25/125PWME_PWME7=1;/通道 2 使能3.5.3 ECT 模块增强型捕捉定时器模块对端口功能进行了扩展，ECT模块能实现输入捕捉 和输出比较两大功能。测速模块所用的PT7 口采用输入捕捉的方式。其初始化设置为：TIOS_IOSO=1;TCTL4_EDG0B=0;TCTL4_EDG0A=l;TIE_COI=1;TSCR2_TOI=1;TSCR2_PR0=l;TSCR2_PR1=1;TSCR2_PR2=1;/BUS CLOCK=32M PRESCLAER=128 250K周期为 4usTSCR1_TEN=1;TC0=500;3.5.4 IRQ 模块中断请求的作用就是执行硬件中断请求，用来停止其他相关硬件的工作状 态。这里用它来触发信号采集中断，每来一个行同步信号中断一次，并扫描该 行。其初始化设置为INTCR_IRQE=1;INTCR_IRQEN=1;3.5.5 I/O 口DG128的I/O 口可作为通用I/O 口，也可作为专用I/O 口。可通过设置功能 寄存器设置其功能。这里主要用于MC33886的控制引脚，拨档开关，和LM1881 的场同步信号输出端，奇-偶场同步信号输出端。其初始化设置为：DDRB_BIT1=1;/dc motor false inputDDRB_BIT0=0;/oddevenDDRA=0XFF;PORTA=OXFF;PORTB_BIT1=1;PIEJ_PIEJ7=1;/PJ7 口中断允许PPSJ_PPSJ7=0;/PJ7 口中断下降沿触发DDRS=0X00;PERS=0XFF;PPSS=0XFF;3.5.6 串行通信模块串行接口 SPI、SCI主要用于同步串行通信，他能实现MCU与外围设备以及 其他微处理器进行通信。它们相互独立，SCI是全双工异步串行通信接口，SPI 是串行设备接口。这里利用SPI和SCI 一同来实现两个单片机间的数据传输。SCI的初始化设置为：SCI0CR2=0X2C;SCI0BDH=0X00;SCI0BDL=0X34;/0XD0;SPI的初始化设置为：DDRH_DDRH3=1;PTH_PTH3=0;MODRR_MODRR5=1;SPI1CR1_SPIE=O;SPI1CR1_SPTIE=O;/SPI Transmit Interrupt EnableSPI1CR1_CPOL=O;/SPI 时钟极性SPI1CR1 MSTR=1;/SPI Master/Slave Mode Select BitSPI1CR1_CPHA=O;SPI1CR1_SSOE=1;/Slave Select Output EnableSPIlBR=0 x06;/156.25khzSPHCRl_SPE=1;/使能 SPIO 系统.0 x52ATD模块模数转换器是8通道，8/10位逐次逼近型A/D转换器，其转换时序与P时 钟同步。这里用于处理摄像头采集的视频信号，其具体设置如下：/*ATD0CTL2*/ATD0CTL2_ADPU=1;/AD 模块上电ATD0CTL2_AFFC=0;快速清除标志位启动ATD0CTL2_AWAI=0;/在等待模式下停止转换ATD0CTL2_ASCIE=0;/Adint_disable/完成一个序列转换后允许中断/*ATD0CTL2*/*ATD0CTL3*/ATD0CTL3_S8C=0ATD0CTL3_S4C=0ATD0CTL3_S2C=0ATDOCTL3_S1C=1/AD转换序列中只有1通道ATD0CTL3_FIF0=0禁止FIFO/*ATD0CTL3*/*ATD0CTL4*/ATD0CTL4_SRES8=1；/8位AD转换ATD0CTL4_SMP0=0;ATDOCTL4_SMP1=0;/最终采样时间上是2个周期总的AD转换时间为2+16=18AD时钟周期AD转换为1.125USATD0CTL4_PRS4=0;/ATD0CTL4_PRS3=0;ATD0CTL4_PRS2=0;ATDOCTL4_PRS1=0;ATD0CTL4_PRS0=0;/AD模块分频系数是2 AD时钟周期为16M/*ATD0CTL4*/*ATD0CTL5*/ATD0CTL5_DJM=1;ATD0CTL5_DSGN=o；ATD0CTL5_SCAN=1;ATD0CTL5_MULT=:o；ATD0CTL5_CC=0;ATD0CTL5_CB=0;ATD0CTL5_CA=0;/AD转换结果采用右对齐/AD转换结果为无符号数/每启动一次转换一次/单通道转换/对ADOO单通道进行转换第四章结论4.1总结经过努力，完成了智能车系统的制作。整个车模硬件电路简单，在CCD传 感器的控制下，通过判断，使模型车转向准确稳定，能够完全通过各种弯道和 十字交叉路口。该模型车在满足大赛要求的前提下，具有良好的自主道路识别 能力和稳定性，并能够以较快的速度行驶。在最初的方案选择阶段，通过比较不同方法可能得到的结果明确了研究的 方向。在机械设计方面，对模型车的性能不断的探索改进了前轮定位、差速、舵 机力矩等，使得舵机的转向更加灵活、更容易控制，打滑现象基本解决。在控制算法方面，通过建模和仿真，最终确定使用模糊控制算法对模型车 的方向和速度进行控制。在图像采集和图像处理方面，以S12单升机为核心，结合摄像头的安装设 计了合理的采集方法，并对采集的图像用阈值二值化方法进行处理，降低干扰。4.2展望同时由于时间的不足，在模型车的研究中还有许多需要改进的地方：1、本文所建立的智能汽车的运动模型是在理想情况下建立的，其实际情况 要复杂的多，所建立的模型过于简单。另一方面，智能汽车是一个高度非线性 化、时变的系统，如何对模型中的参数进行估计以及使模型更能反映实际车辆 运动是一个需要进一步解决的问题。2、模糊控制对数学模型很难建立的系统具有先天性的优势，而在本文中只 是用一种很简单的模糊控制方法来控制模型车，考虑的模型车的其他干扰因素 还不够多，因此如何进一步改进控制算法是十分有必要的。3、在本模型车在处理算法中，处理的频率为50Hz,模型车的处理算法的频 率，极大地限制着模型车整体速度的提高，在以后的研究中，将考虑使用非标 准的频率高的特殊摄像头或者在算法中实现处理频率的提高。4、模型车的测速装置为自制的光栅式编码器，模型车后轮每转动一圈输出 16个脉冲，这样使得测得的速度只有参考的价值，而不能定量的去使用，限制 模型车速度的提高，以后将考虑使用更高精度的轴编码器或者测速电机，使得 反馈的速度值更加精确，以便提高控制算法的可靠性。参考文献1.邵贝贝.单片机嵌入式应用的在线开发方法M.北京：清华大学出版社，2004.2.杨国田，白焰.摩托罗拉68HC12系列微控制器原理、取用与开发技术M.北京：中国电力出版社，2003.3.卓晴，黄开胜，邵贝贝等学做智能车挑战“飞思卡尔”杯C.北京:北京航空航天大学出版社，2007.4.陈家瑞.汽车构造（上、下）国.北京：机械工业出版社，2006.5.余志生.汽车理论M.北京：机械工业出版社，2006.6.徐友春，王荣本，李兵，李斌。世界智能车辆近况综述J.汽车工程，2001.07.7.韩俊淑，韩隹文，高翔等.智能车辆的.研究及发展仃.世界汽车，2003.9.8,谭浩强.C语言程序设计ML北京：清华大学出版社，2005.