基于STM32的智能小车摄像头循迹系统_毕业设计论文 精品
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《基于STM32的智能小车研究》篇一一、引言随着科技的进步和智能化设备的广泛应用,智能小车已成为人们生活中不可或缺的一部分。
基于STM32的智能小车凭借其卓越的硬件性能、高效的运算速度以及灵活的扩展能力,在各种应用场景中展现出强大的优势。
本文旨在探讨基于STM32的智能小车的设计原理、技术特点及其在多个领域的应用。
二、STM32简介STM32系列微控制器由意法半导体公司生产,广泛应用于嵌入式系统中。
该微控制器具备高性价比、高性能以及丰富的资源优势,成为众多研发人员首选的硬件平台。
基于STM32的智能小车,通过搭载传感器、执行器等设备,实现智能化的导航、避障等功能。
三、智能小车设计原理1. 硬件设计:智能小车的硬件设计主要包括STM32微控制器、电机驱动模块、传感器模块(如超声波传感器、红外传感器等)、执行器等部分。
这些硬件设备通过STM32微控制器的控制,实现小车的智能化运行。
2. 软件设计:智能小车的软件设计主要基于嵌入式操作系统或实时操作系统,实现对硬件设备的控制以及任务调度等功能。
软件设计应具备高效、稳定、可扩展的特点,以满足不同应用场景的需求。
四、技术特点1. 智能化:基于STM32的智能小车可实现自动导航、避障等功能,具备高度自主化特性。
2. 高效性:STM32微控制器的高性能和高效的运算速度,使智能小车能够快速响应环境变化,实现实时控制。
3. 灵活性:智能小车具备丰富的接口资源,可方便地扩展其他功能模块,如摄像头、通信模块等,以满足不同应用场景的需求。
4. 稳定性:智能小车的软件设计采用嵌入式或实时操作系统,具备较高的稳定性和可靠性,确保小车在复杂环境中能够稳定运行。
五、应用领域1. 物流配送:基于STM32的智能小车可应用于物流配送领域,实现自动化货物运输,提高物流效率。
2. 巡检工作:智能小车可应用于工厂、仓库等场所的巡检工作,提高工作效率和安全性。
3. 自动驾驶:在自动驾驶领域,智能小车可实现自动驾驶功能,提高交通安全性和道路利用率。
《基于STM32的智能小车研究》篇一一、引言随着科技的进步,智能小车已经成为了人们生活中不可或缺的一部分。
它们不仅在家庭中提供便利,而且在工业、军事等领域也有着广泛的应用。
本文将重点研究基于STM32的智能小车的设计与实现,分析其工作原理和优势,为智能小车的进一步发展提供参考。
二、STM32微控制器概述STM32是意法半导体公司推出的一款基于ARM Cortex-M内核的微控制器。
由于其高性能、低功耗、丰富的外设接口等特点,使得STM32在智能小车的设计中得到了广泛应用。
STM32微控制器具有强大的计算能力,可以实现对小车的精确控制,同时其丰富的接口可以方便地与其他传感器和执行器进行连接。
三、智能小车系统设计1. 硬件设计智能小车的硬件设计主要包括STM32微控制器、电机驱动模块、传感器模块、电源模块等。
其中,STM32微控制器作为核心部件,负责整个系统的控制和数据处理。
电机驱动模块用于驱动小车的轮子,实现小车的运动。
传感器模块包括速度传感器、距离传感器等,用于获取小车的运行状态和环境信息。
电源模块为整个系统提供稳定的电源。
2. 软件设计智能小车的软件设计主要包括操作系统、算法和控制程序等。
操作系统负责管理系统的资源和任务调度。
算法包括路径规划算法、控制算法等,用于实现小车的自主导航和精确控制。
控制程序负责实现人机交互和系统控制等功能。
四、智能小车的工作原理与优势智能小车的工作原理是通过传感器获取环境信息,经过微控制器的处理后,控制电机驱动模块驱动轮子运动,实现自主导航和精确控制。
其优势在于:1. 高性能:STM32微控制器具有强大的计算能力,可以实现对小车的精确控制。
2. 灵活性:智能小车可以通过添加不同的传感器和执行器,实现不同的功能,如自主导航、避障等。
3. 可靠性:智能小车采用先进的控制算法和传感器技术,可以实现对环境的准确感知和快速响应,提高系统的可靠性。
五、实验与分析为了验证基于STM32的智能小车的性能和效果,我们进行了实验和分析。
基于STM32的智能循迹避障小车1. 引言1.1 研究背景智能循迹避障小车是一种集成了智能控制算法和传感器技术的智能移动设备,能够自主地在复杂环境中进行循迹和避障操作。
随着人工智能和自动化技术的不断发展,智能循迹避障小车在工业生产、智能物流、军事侦察等领域有着广泛的应用前景。
研究智能循迹避障小车的背景在于,传统的遥控小车在面对复杂的环境时往往需要人工操作,存在操作难度大、效率低等问题。
而基于STM32的智能循迹避障小车则能够通过搭载多种传感器,如红外传感器、超声波传感器等,实现对周围环境的感知和智能决策,从而实现自主的运动控制,提高了小车在复杂环境中的适应能力和工作效率。
通过对基于STM32的智能循迹避障小车进行深入研究,可以推动智能移动设备技术的发展,提高智能设备在现实场景中的应用水平,具有重要的科研和应用价值。
本文将围绕硬件设计、智能循迹算法、避障算法等方面展开研究,旨在探讨如何实现智能循迹避障小车在复杂环境中的稳定、高效运行。
1.2 研究目的研究目的是为了设计一款基于STM32的智能循迹避障小车,通过引入先进的传感器技术和算法,实现小车在复杂环境下的自主导航和避障功能。
通过此项目,旨在提高智能车辆的运动控制性能和环境感知能力,促进智能驾驶技术的发展和应用。
通过对循迹和避障算法的研究与优化,进一步提升小车的自主性和可靠性,为智能车辆在工业、服务和军事领域的应用奠定技术基础。
对智能循迹避障小车性能的评估和优化,有助于了解其在实际应用中的表现和潜力,为未来智能交通系统的建设提供参考和支持。
通过本研究,旨在探索智能车辆技术的发展趋势,推动智能交通的普及和发展。
1.3 研究意义智能循迹避障小车是近年来智能机器人领域内的一项研究热点,其具有广泛的应用前景和重要的意义。
智能循迹避障小车可以在无人驾驶领域发挥重要作用,帮助人们在特定环境下实现自主导航和避障功能,提高行车安全性和效率。
智能循迹避障小车的研究不仅可以促进传感器技术、控制算法和嵌入式系统的发展,还可以推动人工智能与机器人技术的融合,促进人机交互的发展。
分类号编号烟台大学毕业论文(设计)基于STM32的智能小车摄像头循迹系统Intelligent Car Tracking SystemBased on STM 32 Camera申请学位:工学学士院系:光电信息科学技术学院专业:电子信息工程烟台大学EDA实验室烟台大学毕业论文(设计)任务书院(系):光电信息科学技术学院姓名学号毕业届别专业电子信息工程毕业论文(设计)基于STM32的智能小车摄像头循迹系统题目指导教师学历本科职称教授所学专业无线电技术具体要求(主要内容、基本要求、主要参考资料等):主要内容:设计一个抗干扰能力强的智能小车循迹系统。
基本要求:通过对本课程的设计,能够利用OV7670实现黑白线信息采集;并且能够达到一定的抗干扰效果;能够实现实时采集外界环境信息的效果。
主要参考资料:[1]陈启军.嵌入式系统及其应用:基于Cortex-M3内核和STM32F103系列微控制器的系统设计与开发. [M].北京: 同济大学出版社,2008.[2]谭浩强. C语言程序设计. [M].北京: 清华大学出版社,2010.[3]曾星星. 基于摄像头的路径识别智能车控制系统设计[J].湖北汽车工业学院学报, 2008(6): P76-80.进度安排:第一阶段:1~4周通过资料、网络、导师了解本设计所需要的知识、资料、相关软件及设计思路方案;第二阶段:5~8周请教老师查阅资料按要求并由实际情况逐渐得出设计方案及方法;第三阶段:9~11周根据方案在老师的指导下完成相关的软硬件设计;第四阶段:12~13周撰写论文(分初稿、定稿、审合、打印论文);第五阶段:14周进行优化调试达到目标并进行论文答辩。
指导教师(签字):年月日院(系)意见:教学院长(主任)(签字):年月日备注:[摘要]现在人们越来越喜欢安全、节能、环保、智能化和信息化的汽车了,在智能汽车新时代,无人驾驶技术,得到了飞越的发展,成为了智能车时代的新标志。
基于STM32的智能循迹避障小车【摘要】本文介绍了一款基于STM32的智能循迹避障小车。
在引言中,我们简要介绍了背景信息,并阐明了研究的意义和现状。
在我们详细讨论了STM32控制系统设计、循迹算法实现、避障算法设计、硬件设计和软件设计。
在结论中,我们分析了实验结果,讨论了该小车的优缺点,并展望了未来的发展方向。
通过本文的研究,我们验证了该智能小车在循迹和避障方面的性能,为智能移动机器人领域的研究提供了新的思路和方法。
【关键词】关键词:STM32、智能小车、循迹避障、控制系统、算法设计、硬件设计、实验结果、优缺点、未来展望1. 引言1.1 背景介绍智能循迹避障小车是一种基于STM32单片机的智能机器人,在现代社会中起着越来越重要的作用。
随着科技的发展,人们对智能机器人的需求也日益增长。
智能循迹避障小车不仅可以帮助人们完成一些重复性、繁琐的任务,还可以在一些特殊环境下代替人类进行工作,提高效率和安全性。
循迹功能使智能小车能够按照特定的路径行驶,可以应用于自动导航、自动驾驶等领域。
而避障功能则使智能小车具有避开障碍物的能力,适用于环境复杂、存在风险的场所。
通过将这两个功能结合起来,智能循迹避障小车可以更好地适应各种复杂环境,完成更多的任务。
本文旨在探讨基于STM32的智能循迹避障小车的设计与实现,通过研究其控制系统设计、循迹算法实现、避障算法设计、硬件设计和软件设计等方面,为智能机器人领域的发展做出一定的贡献。
1.2 研究意义智能循迹避障小车的研究旨在利用先进的STM32控制系统设计和算法实现,实现小车的智能循迹和避障功能,从而提高小车的自主导航能力和适应性。
研究意义主要包括以下几个方面:1. 提升科技水平:通过研究智能循迹避障小车,促进了在嵌入式系统领域的发展,推动了智能控制和算法设计的进步,增强了人工智能在实际应用中的影响力。
2. 提高生产效率:智能循迹避障小车可以应用于仓储物流、工业自动化等领域,可以替代人工完成重复、枯燥的任务,提高了生产效率和效益。
基于STM32的无线视频监控智能小车设计基于STM32的无线视频监控智能小车设计随着科技的不断进步和智能化的发展,无线视频监控系统正逐渐成为现代社会安全保障的重要手段之一。
为了提高监控系统的实时性和灵活性,本文设计了一款基于STM32的无线视频监控智能小车。
一、引言无线视频监控系统通过将摄像头安装在移动式平台上,能够实现对目标区域的即时监控。
不仅可以在需要时对监控范围内的情况进行远程观察,还可以根据需要调整监控设备的位置和角度。
为了实现这一智能监控功能,本文以STM32微控制器为核心,并结合无线通信技术,设计出了一种功能强大的无线视频监控智能小车。
二、硬件设计1. 硬件平台本设计选用STM32F407VET6微控制器作为主控芯片,其具有较高的性能和丰富的外设接口,能够满足监控小车的需求。
此外,还选用了高清摄像头、无线模块、电机驱动模块和电池供电模块等外围硬件设备。
2. 系统框架整个系统分为上位机和下位机两部分。
上位机负责监控界面的显示和控制信号的发送,下位机则负责接收控制信号并控制小车的运动,同时将摄像头拍摄的视频传输给上位机。
3. 视频传输为了实现无线视频传输,我们选用了2.4GHz的无线模块进行数据传输。
摄像头通过DSP进行图像处理,并以数字信号的形式传给STM32微控制器,经过压缩编码后通过无线模块传输给上位机。
上位机通过接收无线信号并解码,实现对监控画面的实时观察。
4. 姿态控制为了提高小车的稳定性和适应性,我们引入了姿态控制技术。
通过陀螺仪和加速度计等传感器获得小车的姿态信息,并通过PID控制算法对小车进行动态调整以保持平衡。
这样不仅可以防止小车发生倾倒,还可以使其在多种地形上灵活行驶。
三、软件设计1. 控制算法为了使小车具备智能导航和障碍物避免能力,我们采用了模糊控制算法。
通过图像处理技术分析监控范围内的实时图像,识别并计算出目标物体的位置和运动轨迹。
然后根据目标物体的距离和角度信息,利用模糊控制算法生成控制信号,实现小车的自主导航。
海南大学毕业论文(设计)题目:基于stm32的智能小车设计学号:姓名:年级:2011级学院:应用科技学院学部:工学部专业:电子科学与技术指导教师:完成日期:2014 年12 月 1 日摘要本次试验主要分析了基于STM32F103微处理器的智能小车控制系统的系统设计过程。
此智能系统的组成主要包括STM32F103控制器、电机驱动电路、红外探测电路、超声波避障电路。
本次试验采用STM32F103微处理器为核心芯片,利用PWM技术对速度以及舵机转向进行控制,循迹模块进行黑白检测,避障模块进行障碍物检测并避障功能,其他外围扩展电路实现系统整体功能。
小车在运动时,避障程序优先于循迹程序,用超声波避障电路进行测距并避障,在超声波模块下我们使用舵机来控制超声波的发射方向,用红外探测电路实现小车循迹功能。
在硬件设计的基础上提出了实现电机控制功能、智能小车简单循迹和避障功能的软件设计方案,并在STM32集成开发环境Keil下编写了相应的控制程序,并使用mcuisp软件进行程序下载。
关键词:stm32;红外探测;超声波避障;PWM;电机控制AbstractThis experiment mainly analyzes the control system of smart car based on microprocessor STM32F103 system design process. The composition of the intelligent system mainly including STM32F103 controller, motor drive circuit, infrared detection circuit, circuit of ultrasonic obstacle avoidance. This experiment adopts STM32F103 microprocessor as the core chip, using PWM technique to control speed and steering gear steering, tracking module is used to detect the black and white, obstacle avoidance module for obstacle detection and obstacle avoidance function, other peripheral extended circuit to realize the whole system function. When the car is moving, obstacle avoidance program prior to tracking, using ultrasonic ranging and obstacle avoidance obstacle avoidance circuit, we use steering gear under ultrasonic module to control the emission direction of ultrasonic, infrared detection circuit is used to implement the car tracking function. On the basis of the hardware design is proposed for motor control function, simple intelligent car tracking and obstacle avoidance function of software design, and in the STM32 integrated development environment under the Keil. Write the corresponding control program, and use McUisp program download software.Keywords:STM32;Infrared detection;Ultrasonic obstacle avoidance;PWM;Motor control目录1.绪论.......................................................... - 4 - 1.1研究概况.................................................. - 4 -1.2研究思路.................................................. - 4 -2.软硬件设计.................................................... - 5 - 2.1中央处理模块.............................................. - 5 -2.1.1 stm32f103内部结构 .................................... - 6 -2.1.2 stm32最小系统电路设计 ................................ - 7 -2.1.3 stm32软件设计的基本思路 .............................. - 9 -2.1.4 stm32中断介绍 ........................................ - 9 -2.1.5 stm32定时/计数器介绍 ................................ - 11 -2.1.6 主程序设计流程图..................................... - 12 - 2.2 电机驱动模块............................................. - 12 -2.2.1 驱动模块结构及其原理................................. - 13 -2.2.2 驱动模块电路设计..................................... - 13 -2.2.3驱动软件程序设计 ..................................... - 14 - 2.3 避障模块设计............................................. - 18 -2.3.1 避障模块器件结构及其原理............................. - 19 -2.3.2 HC-SR04模块硬件电路设计 ............................. - 21 -2.3.3 HC-SR04模块程序设计 ................................. - 21 - 2.4循迹模块设计............................................. - 28 -2.4.1 循迹模块结构及其原理................................. - 28 -2.4.2 循迹模块电路设计..................................... - 30 -2.4.3 红外循迹模块程序设计................................. - 30 -3.软件调试..................................................... - 33 - 3.1 程序仿真................................................ - 33 -3.2 程序下载................................................. - 34 -4.系统测试..................................................... - 35 -5.总结......................................................... - 37 - 致谢........................................................... - 39 - 参考文献....................................................... - 40 - 附录........................................................... - 41 -1.绪论智能小车通过各种感应器获得外部环境信息和内部运动状态,实现在复杂环境背景下的自主运动,从而完成具有特定功能的机器人系统。
基于STM32的循迹小车设计-毕业论文摘要本文介绍了基于STM32的循迹小车设计。
首先,对循迹小车的背景和意义进行了阐述,并分析了目前市场上常见的循迹小车的设计方案和存在的问题。
接着,详细介绍了本文的设计思路和具体实现方法,包括硬件设计和软件编程。
最后,对设计进行了测试和验证,并对测试结果进行了分析和总结。
实验结果表明,本文设计的循迹小车具有良好的循迹性能和稳定性,可以广泛应用于工业生产、物流配送等领域。
引言随着科技的不断进步和社会的发展,智能机器人被广泛应用于各个领域。
循迹小车作为智能机器人的一种,具有自主移动、感知环境等功能,受到了越来越多的关注。
循迹小车是一种可以根据指定的路径进行移动的智能机器人。
它能够利用传感器和控制算法,实现沿着特定轨迹行驶的功能。
循迹小车在工业生产、物流配送、仓储管理等领域具有广阔的应用前景。
目前市场上常见的循迹小车设计方案存在一些问题,如循迹精度不高、稳定性差、成本较高等。
因此,设计一种基于STM32的循迹小车成为了当今研究的热点之一。
本文旨在设计一种基于STM32的循迹小车,以提高循迹精度、增强稳定性、降低成本。
通过对循迹小车相关技术的研究和实验验证,可以为循迹小车的进一步发展和应用提供参考。
设计思路本文设计的基于STM32的循迹小车主要包括硬件设计和软件编程两个部分。
硬件设计硬件设计部分主要包括传感器选型、电路设计和机械结构设计。
首先,为了实现循迹功能,选择了红外线传感器作为循迹小车的感知模块。
红外线传感器具有反射率高、响应快的特点,适合用于循迹小车的设计。
其次,根据传感器的特性和需求,设计了传感器与电路之间的连接方式。
通过合理布置电路板和传感器,可以有效提高循迹小车的循迹精度和稳定性。
最后,设计了循迹小车的机械结构。
机械结构应具有稳固性、灵活性和可拓展性,以适应不同场景的应用需求。
软件编程软件编程部分主要包括传感器数据处理、控制算法设计和系统化编程。
首先,通过学习和理解红外线传感器的工作原理,编写了传感器数据采集和处理的程序。
《基于STM32的智能小车研究》篇一一、引言随着科技的不断进步,智能小车已经成为人们日常生活中不可或缺的一部分。
本文旨在探讨基于STM32的智能小车的研究,详细阐述其设计原理、实现方法及实际应用价值。
STM32系列微控制器以其高性能、低功耗的特点,为智能小车的开发提供了强大的硬件支持。
二、智能小车设计概述智能小车是一种集成了传感器、控制器、执行器等设备的自动驾驶小车。
它可以根据环境变化自动规划路径,实现自主导航、避障、信息采集等功能。
基于STM32的智能小车设计主要包括硬件设计和软件设计两个部分。
硬件设计主要包括STM32微控制器、电机驱动模块、传感器模块、电源模块等。
其中,STM32微控制器作为核心部件,负责整个系统的控制与协调。
电机驱动模块用于驱动小车的运动,传感器模块用于感知环境信息,电源模块为整个系统提供稳定的电源。
软件设计主要包括操作系统、算法实现、通信协议等。
操作系统负责管理系统的软硬件资源,算法实现包括路径规划、避障算法、控制算法等,通信协议用于实现小车与上位机之间的数据传输与控制。
三、硬件设计1. STM32微控制器STM32微控制器是智能小车的核心部件,它具有高性能、低功耗、丰富的外设接口等特点。
在智能小车的设计中,我们选用了适合的STM32系列微控制器,如STM32F4系列,以满足小车的性能需求。
2. 电机驱动模块电机驱动模块用于驱动小车的运动。
它包括电机、编码器、驱动电路等部分。
电机采用直流无刷电机或步进电机,具有较高的控制精度和较低的噪音。
编码器用于检测电机的转速和方向,为控制算法提供反馈信息。
驱动电路则负责将微控制器的控制信号转换为电机能够识别的驱动信号。
3. 传感器模块传感器模块用于感知环境信息,包括红外传感器、超声波传感器、摄像头等。
这些传感器可以实时检测小车周围的障碍物、路况等信息,为路径规划和避障算法提供数据支持。
四、软件设计1. 操作系统操作系统负责管理系统的软硬件资源,包括任务调度、内存管理、设备驱动等。
《基于STM32的智能小车研究》篇一一、引言随着科技的飞速发展,智能小车在各个领域的应用越来越广泛,如物流、安防、救援等。
STM32作为一款高性能的微控制器,其强大的处理能力和丰富的接口资源为智能小车的开发提供了有力支持。
本文将详细介绍基于STM32的智能小车研究,包括系统设计、硬件实现、软件编程以及实验结果等方面。
二、系统设计智能小车的系统设计主要包括硬件和软件两部分。
硬件部分主要包括STM32微控制器、电机驱动模块、传感器模块等;软件部分则包括操作系统、驱动程序、算法等。
在硬件设计方面,我们选择了STM32F4系列微控制器作为主控芯片,其具有高性能、低功耗的特点,能够满足智能小车对处理能力和续航能力的要求。
电机驱动模块采用H桥驱动电路,能够实现对电机的正反转和调速控制。
传感器模块包括红外传感器、超声波传感器等,用于实现智能小车的避障、定位等功能。
在软件设计方面,我们选择了实时操作系统(RTOS)作为核心操作系统,以实现多任务管理和调度。
驱动程序采用C语言编写,算法部分则采用了如PID控制算法、模糊控制算法等先进控制算法,以提高智能小车的性能。
三、硬件实现在硬件实现方面,我们首先进行了电路设计。
根据系统需求,我们设计了电源电路、电机驱动电路、传感器电路等。
在电路设计过程中,我们充分考虑了抗干扰性、功耗等因素,以保证智能小车的稳定性和可靠性。
接下来是硬件制作与组装。
我们采用了SMT工艺制作了PCB板,将STM32微控制器、电机驱动模块、传感器模块等元器件焊接到PCB板上。
然后进行组装,将各个模块按照设计要求进行连接,形成完整的智能小车硬件系统。
四、软件编程在软件编程方面,我们首先进行了操作系统移植和驱动程序编写。
我们将RTOS移植到STM32微控制器上,并编写了相应的驱动程序,以实现对硬件设备的控制和管理。
接下来是算法实现。
我们采用了PID控制算法和模糊控制算法等先进控制算法,通过编程实现这些算法在智能小车上的应用。
分类号编号烟台大学毕业论文(设计)基于STM32的智能小车摄像头循迹系统Intelligent Car Tracking SystemBased on STM 32 Camera申请学位:工学学士院系:光电信息科学技术学院专业:电子信息工程烟台大学EDA实验室烟台大学毕业论文(设计)任务书院(系):光电信息科学技术学院姓名学号毕业届别专业电子信息工程毕业论文(设计)基于STM32的智能小车摄像头循迹系统题目指导教师学历本科职称教授所学专业无线电技术具体要求(主要内容、基本要求、主要参考资料等):主要内容:设计一个抗干扰能力强的智能小车循迹系统。
基本要求:通过对本课程的设计,能够利用OV7670实现黑白线信息采集;并且能够达到一定的抗干扰效果;能够实现实时采集外界环境信息的效果。
主要参考资料:[1]陈启军.嵌入式系统及其应用:基于Cortex-M3内核和STM32F103系列微控制器的系统设计与开发. [M].北京: 同济大学出版社,2008.[2]谭浩强. C语言程序设计. [M].北京: 清华大学出版社,2010.[3]曾星星. 基于摄像头的路径识别智能车控制系统设计[J].湖北汽车工业学院学报, 2008(6): P76-80.进度安排:第一阶段:1~4周通过资料、网络、导师了解本设计所需要的知识、资料、相关软件及设计思路方案;第二阶段:5~8周请教老师查阅资料按要求并由实际情况逐渐得出设计方案及方法;第三阶段:9~11周根据方案在老师的指导下完成相关的软硬件设计;第四阶段:12~13周撰写论文(分初稿、定稿、审合、打印论文);第五阶段:14周进行优化调试达到目标并进行论文答辩。
指导教师(签字):年月日院(系)意见:教学院长(主任)(签字):年月日备注:[摘要]现在人们越来越喜欢安全、节能、环保、智能化和信息化的汽车了,在智能汽车新时代,无人驾驶技术,得到了飞越的发展,成为了智能车时代的新标志。
智能小车不但逐步提高了车辆的控制水平和驾驶水平,而且也保障了车辆行驶的安全、畅通、高效特性。
本文主要讨论了智能车系统的设计方案,并且对智能车自主行驶的决策以及控制,算法也进行了相应的研究。
本论文首先设计了智能车的硬件结构,硬件方面以Cortex-m3为控制核心,另外其他辅助模块包括:电源模块,图像传感模块,速度控制模块以及其他功能模块进行辅助,从而来完成智能车的硬件设计。
由于智能车有一个比较复杂跑道,传统的控制算法在复杂跑道情况下已经无法解决智能车的控制参数的问题。
因此本论文做了一些改进,本论文采用理论结合实际,我们采用了模糊PID控制算法来实现对智能车的控制,并进行了一定的实验。
在该系统中,由CMOS摄像头来实现路径识别,通过对小车的闭环控制,使小车能按照给定的黑色引导线平稳地循迹。
该系统能够很好地满足智能车对路径识别性能和抗干扰能力的要求,稳定误差小,调节相应时间比较快,具有较好的动态性能和良好的稳定性。
实验证明,所设计的智能车具有速度快,适应性强的特点。
[关键词]智能车;图像处理;比例积分微分[Abstract]Now more and more like safety, energy conservation, environmental protection, intelligence and information of vehicles in the new era of smart cars, unmanned technology, has been flying over the development, became the new logo of the smart car era. The smart car has gradually increased the level of control and the standard of driving of the vehicle, but also to protect the safe and smooth traffic, efficient performance. The article focuses on the design of intelligent vehicle systems, and smart car independent driving the decision-making system and control algorithms were also studied. Thesis designs the mechanical hardware structure of the intelligent vehicle hardware to control the core Cortex-m3, other ancillary modules include: the power supply module, the image sensor module, the speed control module and other functional modules to carry out assisted, and thus to complete the smart hardware design of the car. Does not match the smart car a more complicated runway, control algorithms in the control parameters of the smart car has been unable to solve complex runway case. Therefore, this paper has to do improvements, the present theory with reality, we have adopted a fuzzy PID control algorithm to achieve control of the smart car, and carry out certain experiments.In this system, the CMOS camera head path identification, closed-loop control of the car, car tracking smoothly in accordance with the black guide lines given. The system is able to meet the requirements of the intelligent vehicle path recognition performance and anti-jamming capability, small steady state error and adjust the response time is faster, has better dynamic performance and good stability.The experiments show that the design of intelligent vehicle speed adaptability. [Keywords]Intelligent Car, Image Processing, PID Control目录目录 (3)绪论 (1)1 智能车系统总体介绍 (2)1.1 整体设计概述 (2)1.2 关于直流电机的简要介绍 (3)1.3 CMOS图像传感器的特点 (3)1.3.1 CMOS图像传感器的特性 (3)1.4 OV7670的性能特点与工作方式 (4)1.4.1 OV7670的性能和参数 (4)1.4.2 OV7670的功能 (4)1.5 OV7670的数字图像输出 (4)1.5.1 OV7670的输出信号时序 (4)2 方案论证 (6)2.1 控制模块的介绍 (6)2.2 车身车体的介绍 (6)2.3 电机选择与驱动模块的介绍 (6)2.4 路径识别的方案设计与论证 (7)3 智能车系统硬件设计 (9)3.1 智能车系统硬件设计总体结构 (9)3.2 STM32最小系统的设计 (10)3.2.1 方案总结 (10)3.2.2 方案框图 (10)3.3 电路设计与原理 (10)3.3.1 直流电机应用 (10)3.3.2 电源分配电路设计 (11)3.3.3 H桥电机的驱动 (12)4 智能车系统软件设计 (13)4.1 控制算法的简要介绍 (13)4.2 速度控制算法 (14)4.3 图像采集 (18)4.4 图像处理 (18)4.5 动态阈值法介绍 (19)5 系统的测试 (21)5.1 系统测试的目的 (21)5.2 系统测试的原则 (21)5.3 系统测试的结果 (21)5.4 测试结果误差分析 (21)6 结论 (22)6.1 工作总结 (22)致谢 (23)参考文献 (24)附录一:电路原理图 (25)附录二:程序流程图 (26)附录三:源程序部分代码 (27)绪论随着智能小车技术的不断提高和增强;智能化,安全化,环保性逐渐得到了人们的亲睐,在当今这个公路等级不断改善的情景下,特别是飞速发展的高速公路,人们对汽车的行驶速度有了更高的要求;同时,在人们的物质生活水平和消费水平不断飞速提高的情况下,汽车的数量也随之逐渐快速的增加,车流量越来越大,汽车碰撞的发生几率也越来越大,,然而这些情况,在智能车出现以后,在很大情况下大大减少了因驾驶疏忽而造成交通事故的可能,也使得交通更加畅通,从而很大程度上保证了车辆行驶的安全,同时也保证了其他的人的人身和财产安全,因此发展智能小车是很重要的。
现在,国际上很多的研究机构已经开始关注智能交通系统(ITS)方面的研究工作了,并且也取得了很大的成果,已经研发出了一些智能化的原型车辆,并且进行了相应的测试。
然而这种智能化原型车研发,其整个过程得益于一些交叉学科的相关领域知识,如机器人技术、人工智能、自动控制、电子通讯、信号处理技术等,从中得到许多新观点,新方法。
从近来几年的发展来看,汽车电子的迅猛发展必将逐步满足人们对节能、安全、环保以及信息化和智能化的需求。
[1]现在的智能控制在很多工厂和车间都有很大的应用舞台;人性化,智能化是下一代智能控制的研究方向,目前,我国的研究广度和深度还是不够大,在很多领域几乎是零,需要我们进一步的加深对智能控制的研究,比如汽车电子控制,航天控制,轮船控制等等,在芯片性能上,国内的研究和开发也是欠缺的,芯片的稳定性在很大程度上限制了很多领域的进展,大多都是被国外垄断,这些都是需要我们来面对和改进的地方,也正是发展的重点。