基于图像传感器的智能车硬件系统设计

以"飞思卡尔"杯智能车大赛为研究背景,介绍了一种自动循迹智能车的硬件设计,研究采用MC9S12XS128MAL作为微控制器,利用CMOS数字摄像头采集路径信息,单片机获得传感器采集的路面信息和车速信息,经过计算分析后控制舵机转向,同时对直流电机进行调速,从而很好的实现智能车沿给定的黑色引导线快速平稳的行驶。     

基于CMOS摄像头的智能车设计

从系统总体设计、硬件系统设计及实现、软件系统设计及实现三个方面,介绍了以MK60DN512ZVLQ10微控制器为核心控制单元的摄像头型智能车设计。其通过CMOS摄像头检测赛道信息,使用软件比较器对图像进行硬件二值化,提取黑色引导线,用于赛道识别;通过编码器检测智能车的实时速度,使用PID控制算法调节驱动电机的转速和转向舵机的打角,实现对智能车的运动速度和运动方向的闭环控制。     

基于多传感器的智能车系统设计

主要介绍电磁、光电、CMOS摄像头和测速传感器在智能车控制系统中的应用.以MC9S12XS128单片机作为系统的控制核心,设计了能够自主循迹的智能车,着重叙述信号检测模块.信号检测包括路径和反馈速度检测,分别使用了电磁、光电、CMOS摄像头和编码器等传感器,并运用PID算法计算PWM对电机和舵机的控制.实际测试表明,智...     

基于摄像头的直立自平衡智能车设计

设计直立行走式循迹智能车的机械及控制系统;系统选用微控制器MK60为控制核心,利用陀螺仪和加速度传感器,采用互补滤波的方法计算车体的角度和角速度,通过比例微分算法控制智能车车轮的加速度来抵消车模运动倾向,实现智能车直立;单片机通过模拟摄像头进行赛道图像捕捉,采用边沿检测算法识别赛道中心线,计算与设定值的偏差,进而控制左右两个电机产生速度差,完成智能车的转向;经测试,智能车能够在保持直立同时,完成赛道识别,且运行平稳快速。     

基于CAN总线的智能车控制系统的设计

以学生竞赛中采用的智能车系统为研究对象,提出一种结合STM32单片机和CAN总线的分布式智能车控制系统。使用STM32F4X单片机作为核心主控单元控制器,两片STM32F10X单片机分别作为循迹单元和驱动控制单元控制器。该系统设计改变了传统的集中式智能车控制系统设计,将核心控制单元与驱动控制单元、循迹单元分离,减轻核心主控单元的总线压力,提高循迹单元和驱动控制单元的实时性和灵活性。     

数字式摄像头OV7620在智能车上的应用

结合全国大学生“飞思卡尔”杯智能车竞赛,给出了数字摄像头OV7620结合MC9S12XS128单片机在智能车上的应用.简单介绍了OV7620摄像头的特点、系统的整体硬件设计电路以及软件处理部分,重点介绍了视频图缘的处理方法以及黑线提取的方法.通过二值化方法实现对黑线信号的提取工作,通过边沿检测的方法实现对边沿干扰的滤除,采用插值法实现对过细的黑线部分的处理.采用PID的方式实现了对舵机良好的控制.经过反复的多次实验和调试,最终实现了对智能车自动寻找路径的良好控制.     

基于特征提取的分离循迹智能车系统

目前循迹智能车的跑道识别都依赖于跑道上的特殊标志,一旦识别失败,小车将脱离原有道路.针对该现状,提出一种基于图像特征提取的循迹方案.该方案将循迹信息与跑道分离,循迹系统由信息采集和动作执行两部分组成.将目标路线图画在透明压克力板上,通过CCD摄像头采集图像,利用MC9S12XS128单片机对图像数组进行边缘提取和角点检测得到路径信息,然后将路径信息经无线模块NRF24L01发送给智能车,通过精确的缩放比例将绘图区域映射到实际路径,完成分离循迹.行驶过程中无需判别跑道特征.     

嵌入式技术的智能车系统设计与实现研究

基于MC9S12XS128的智能车,通过对道路图像进行采集和处理,再利用算法控制策略、PID控制原理和PWM控制技术对智能车转向和速度进行控制,使小车能够自主行驶,通过使用CodeWarrior软件编程和BDM调试实现小车行驶控制。本文基于PID算法提出了改进的算法,经实物验证,所设计的智能车系统能有效循迹,保持在道路中间快速行驶,可以实现提前转弯,且系统具有较好的抗干扰能力。     

图像处理系统在智能车中的应用

近年来,机器视觉相关无人驾驶汽车快速发展,且已在小范围内投入使用。本文以智能车大赛中的视觉循迹智能车为设计对象,提出了一种基于图像处理的三轮车软件系统。系统选用MT9V034灰度摄像头作为视觉传感器,TC377单片机为主控,使用C语言和英飞凌公司的AURIX Development Studio编译环境进行开发,设计运行图像预处理系统和搜线系统。图像处理系统包括桶形畸变矫正算法、大津法二值化算法、四邻域广度优先搜索算法的设计、实现与优化。搜线系统负责处理普通赛道、十字、环岛,实现车模快速准确的在赛道上运行。     

基于STC89C52单片机的循迹智能车控制系统设计

该文采用STC89C52单片机为核心控制单元,通过控制2个L298N电机驱动模块控制四个电机的正反转,实现智能车的差速控制;利用4个红外光电传感器以阶梯状均匀分布模式布置在智能车前部,用于采集路面的信息以实现循迹功能。该文详细论述了智能车控制系统的具体设计方案,以及智能车控制系统的软硬件实现过程,并且具体分析了智能车的车身结构对其速度和转向的影响。实验证明,该系统能很好地满足智能车对路径的识别和抗干扰能力较强的要求,智能车速度调节响应时间快,稳态误差小,具有较好的动态性能和良好的鲁棒性[1-4]。     

基于CCD的自动循迹小车的软件设计

为实现小车的自动循迹功能,分别采用飞思卡尔16位单片机MC9S12XS128以及CMOS面阵图像传感器HQ7620模块作为主控制器和导向传感器,并结合一定的处理算法进行路径信息识别.单片机对摄像头采集到的路径图像信息进行存储、滤波、道路识别和最优路线计算后,发出控制信号以驱动小车的舵机和电机.在控制策略方面主要采用变参数、带死区的增量式数字PID控制器,使小车在行驶时的整体速度得以提高,系统性能更加稳定,灵敏度和鲁棒性也得到一定的改善.     

基于51与K66双芯片的智能小车控制系统

本文提出一种新的智能小车主动及被动控制手段,采用STC89C51RC与K66双芯片实现对智能小车的控制.运用蓝牙通信技术实现通过手机端APP控制小车进行基本动作,同时利用超声波测距技术实现小车自动避障.此外,还加入了红外探测传感器以实现小车的自动循迹,结合低功耗的MT9V032摄像头,利用图像识别技术实现了信标灯寻的....     

基于FPGA控制的智能小车的设计

为了设计能实现具有避障、循迹、遥控和测速功能的智能小车,利用Cyclone 2类型的FPGA作为控制核心,采用模块化的设计思路,使用红外对管、超声波传感器、蓝牙模块和霍尔元件实现小车的相关运动功能。分别设计了智能小车的硬件电路和软件程序。在软件编程中结合实际车辆运行情况,创新性的提出了一种智能小车的循迹方式,巧妙处理了转弯半径过小的循迹问题,并在实际现场调试测定了相关的控制参数,如小车转弯时的“倒车时间T”。经过现场的系统测试,设计的智能小车运行平稳,性能优良。     

考虑非线性轮轨关系的高速客车横向动力学研究

随着列车运行速度的提高,高速客车横向稳定性一直是近年来研究的热点. 建立 9 自由度半车数学模型,利用数值方法对该系统的横向稳定性与分岔问题进行了研究,得到车辆系统发生蛇行运动时的临界速度及分岔后各运动状态的转变过程. 结果表明系统超过临界速度后会发生复杂的动力学行为,包括单周期、两周期、混沌运动等,并且由对称向不对称,最后再向对称运动转化.     

基于电磁寻迹的二轮自平衡小车的设计与实现

基于电磁寻迹二轮自平衡小车融合直立、速度、转向闭环控制系统,实现小车沿着磁导线平稳快速寻迹。采用S9KEAZ128AMLK作为核心处理器来实现二轮自平衡小车循迹。软件方面,通过MPU6050采集姿态数据,经过卡尔曼滤波器得到精确姿态角,通过串级pid控制器实现小车稳定直立。通过工字电感对外界磁场感应,采用分段PD控制实现方向的控制。在环岛处给予反向PWM,使小车不受环岛磁场的干扰,在直道保持直行,通过上位机观测环岛特征,设定入环标志位。硬件方面,在小车车身处固定左右电感,使小车和电感同步检测环岛,避免提前入环。     

一种电感数字传感器的循迹小车控制系统设计

针对传统的以红外反射式传感器为主的循迹小车存在受强光干扰不灵敏、循迹线的铺设色差及线宽要求较高的缺点,提出了以单片机为控制器,LDC1000电感数字转换器和外接线圈作为循迹传感器,结合光电测速电路、驱动电路、LCD显示电路等,实现在跑道标识为一根直径为0.9 mm的细铁丝的平面跑道上稳定运行;具备在运行途中检测跑道上的金属片,实现报警和计数功能;具备实时显示小车运行时间、速度和距离的功能;实验证明,该系统集测量精度高、显示直观及工作性能稳定等优点,采用的非接触、无磁体的感应技术对以导体为循迹标识的小车的设计有一定的指导意义。     

基于ATmega128单片机的图像采集硬件系统

ATmega128系列单片机具有处理速度快,内部功能模块丰富等优点,其数据吞吐率可高达1MIPS／MHz,能够很好地缓解系统在功耗与处理速度上的矛盾。而OV6620作为一种数字摄像头,避免了传统模拟摄像头的消耗MCU资源、功耗大等缺点。文中正是基于这些特点,采用ATmega128单片机,将软件程序通过ISP下载到AVR单片机后,按照原理图连接好电路板及实物,通过OV6620摄像头采集一幅图像,传输到AVR单片机,再对图形进行一定的处理。实验证明所设计的硬件系统能够实现图像的采集、处理以及通信的功能,提高了’图像采集与通信的速率,并保持了较好的图像稳定度。     

多发光目标的高速跟踪

研究了一种基于高速图像采集与处理的多发光目标跟踪技术.采用现场可编程门阵列(FPGA)形成高速Camera Link CMOS相机的图像采集与实时处理系统.通过对图像数据进行开窗、求重心等算法处理,实现对多发光目标的跟踪,并搭建由直流电机驱动、具有两个LED光源的发光靶标进行跟踪测试.测试结果表明:相机输出帧频100 Hz时,运动目标相对于相机角速度达1.93 rad/s,仍可实时跟踪.系统的跟踪能力正比于相机帧频.     

K64和MQXLite的直立智能循迹小车设计

本文介绍了一种直立智能循迹小车的设计方法.利用恩智浦半导体公司生产的32位微控制器MK64FX512VLL12(K64)为核心控制单元,使用陀螺仪和加速度传感器获取车体角速度和加速度,进行直立控制;使用编码器获取小车行驶速度,进行速度控制;使用摄像头采集路径信息,进行方向控制.为了使系统获得更好的实时性和稳定性,使用实时操作系统 MQXLite.最终实现小车直立行驶,自动循迹功能.     

基于视觉的AGV轨迹跟踪控制

以物流搬运自动导向车AGV的轨迹跟踪为研究目标.对三轮式AGV的运动特性进行了分析,分别建立了AGV在任务空间和视觉空间内的运动学模型.根据针孔摄像机的成像原理,实现了AGV速度矢量由任务空间到视觉空间的映射.采用视觉伺服控制方法,获得了AGV轨迹跟踪的控制规律,并利用Lyapunov函数验证了控制系统的渐近稳定性.以具有任意初始误差的圆和直线为参考轨迹,对控制系统进行了仿真研究.仿真结果表明了控制策略的有效性和正确性.