循迹智能车.pptx

1什么是小车循迹2循迹小车的系统功能结构主控制器主控制器(单片机、单片机、ARM和和DSP等等)电源电路电源电路（5V、3.3V、6V和和12V等）等）舵机驱动舵机驱动(转角控制转角控制)电机驱动电机驱动(速度控制速度控制)测速电路测速电路(速度反馈速度反馈)A/D转换电路转换电路(传感器信号采集传感器信号采集)轨迹检测传感器轨迹检测传感器直流直流(或步进或步进)电机电机舵机舵机通信模块通信模块(传递系统信息传递系统信息)电池电池(5V7.2V12V)循迹小车循迹小车PC机机(上位机上位机)3轨迹表示可见黑色线条不可见交流电信号4循迹检测传感器黑色线条光电法红外传感器、激光传感器图像处理法摄像头交流电信号电磁法：电感5主要内容1.光电法循迹2.电磁法循迹3.图像法循迹处理起来比较相似处理起来比较相似67.25 下午光电法和电磁法循迹71.光电法循迹1.1 基本工作原理1.2 电路设计1.2.1 红外传感器1.2.2 激光传感器1.3 传感器的布局1.4 软件设计81.1 工作原理红外光或激光，照射到黑色物体反射光能量少浅色物体反射光能量大根据反射光的强弱根据反射光的强弱检测黑线检测黑线91.2 电路设计1.2.1 红外传感器1.2.2 激光传感器101.2.1 红外传感器红外对管一体红外发射管和接收管分离Tcrt5000：蓝色：蓝色是发射，黑色是是发射，黑色是接收，发射端短接收，发射端短的接地，接收端的接地，接收端长的接地长的接地11使用要点反射的红外光能被对应的红外接收管接收相邻管之间互不干扰防止其它光源干扰，如：不能强光照射选用工作电流：电流与光强间的线性度和使用寿命注意测试有效检测距离12硬件电路设计读高低电平读高低电平A/D转换转换141.2.2 激光传感器发射管调制管接收管对焦透镜15发射管和发射电路发射管调制管下拉电阻调整方波信号频率180KHZ淘宝红树伟业淘宝红树伟业一般接一般接LD，PD脚可以不用脚可以不用 16注意事项硬件极性不能接反；尽量避免人体接触和带静电物体接触激光管，避免静电烧坏；但避免焊接过热和较长时间过热解决办法：释放人体静电烙铁先通电，在焊接的时候拔掉电源用胶固定软件激光传感器相互之间的干扰解决办法：分时发光的策略，使用74LS138作为分时控制器 17接收管和接收电路接收管160KHZ-200KHZ，180KHZ左右的频率下接收能力最强常态低、常态高 对焦透镜对焦聚光增强接收能力 18http:/ 传感器的布局http:/ 软件设计1.3.1 软件流程图1.3.2 典型控制策略261.3.1 软件流程图开始开始系统初始化系统初始化读取红外接收管信号读取红外接收管信号点亮红外发射管点亮红外发射管判断车道类型判断车道类型（如直道、小弯和大弯等）（如直道、小弯和大弯等）计算舵机转角计算舵机转角计算电机转速计算电机转速PWM舵机转角控制舵机转角控制PWM电机转速控制电机转速控制测速测速速度速度PID271.3.2 典型控制策略北京科技大学第三届飞思卡尔智能车竞赛加权法激光传感器一字排布图激光传感器一字排布图 28激光传感器在普通赛道上激光传感器在普通赛道上传感器位置分布激光传器在起点处激光传器在起点处激光传感器在十字交叉线处激光传感器在十字交叉线处光电传感器路径识别算法 传感器重心取值分配图传感器重心取值分配图弯道策略入弯减速、出弯加速入弯急减速、弯内提速、出弯加速322.电磁法循迹2.1 工作原理2.2 硬件设计2.3 软件设计策略同光电(不再介绍)332.1 工作原理漆包线同20kHz交流电流电感电路进行选频感应电压大小，对应于电感与电信号间的距离342.2 硬件设计带通滤波器线圈中感应电动势的大小正比于线圈中感应电动势的大小正比于电流的变化率，反比于线圈中心电流的变化率，反比于线圈中心到导线的距离到导线的距离35倍压检波电路可以获得正比于交流电压信号峰峰值的直流信号。363738谢谢！谢谢！397.26 上午摄像头法循迹402.图像法循迹2.1 工作原理2.2 电路设计2.3 软件设计412.1 工作原理摄像头采集图像图像处理的方法识别轨迹422.2 电路设计2.2.1 摄像头工作原理2.2.2 摄像头分类2.2.2 电路设计2.2.3 图像采集43摄像头工作原理摄像头工作原理 PAL制式信号：制式信号：每秒每秒25帧帧50场，每帧场，每帧625行，场消隐区、行消隐区、场同步、行同步行，场消隐区、行消隐区、场同步、行同步2.2.1 摄像头工作原理442.2.2 摄像头分类数字摄像头OV6620 模拟摄像头CMOSCCD45摄像头采集模块摄像头采集模块摄像头分类：摄像头分类：CCD VS CMOSCCD成像质量高，动态响应成像质量高，动态响应比较好，比较重，电压比较好，比较重，电压12VCMOS质量轻，对电源电压质量轻，对电源电压的要求低，功耗比较低，成的要求低，功耗比较低，成像质量差，分辨率低，噪声像质量差，分辨率低，噪声大大模拟摄像头模拟摄像头 VS 模拟摄像头模拟摄像头数字摄像头输出数字信号，主数字摄像头输出数字信号，主流芯片流芯片OV系列系列模拟摄像头输出模拟线号，模拟摄像头输出模拟线号，PAL制式制式46摄像头比较CCD VS CMOSCCD成像质量高，动态响应比成像质量高，动态响应比较好，比较重，电压较好，比较重，电压12VCMOS质量轻，对电源电压的质量轻，对电源电压的要求低，功耗比较低，成像质要求低，功耗比较低，成像质量差，分辨率低，噪声大量差，分辨率低，噪声大模拟摄像头模拟摄像头 VS 模拟摄像头模拟摄像头数字摄像头输出数字信号，主数字摄像头输出数字信号，主流芯片流芯片OV系列系列模拟摄像头输出模拟线号，模拟摄像头输出模拟线号，PAL制式制式