基于Freescale单片机的智能赛车设计
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Ｉｎ ｓｏｆｔｗａｒｅ ｄｅｓｉｇｎ，ｗｅ ｕｓｅ ｔｈｅ ＰＩＤ ｃｏｎｔｒｏｌ ａｌｇｏｒｉｔｈｍ ｔｏ ａｄｊｕｓｔ ｓｅｒｖｏ ｄｒｉｖｅ ｍｏｔｏｒ Ｓ ｓｐｅｅｄ ａｎｄ ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ，ｔｏ ｃｏｍｐｌｅｔｅ ｔｈｅ ｃｌｏｓｅｄ—ｌｏｏｐ ｃｏｎｔｒｏｌ
ｏｆ ｔｈｅ ｍ ｏｄｅｌ ｃａｒ ｏｆ ｔｈｅ ｖｅｌｏｃｉｔ ｙ ａｎｄ ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ ｏｆ ｍ ｏｔｉｏｎ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ： ｓｍ ａｒｔ ｃａｒ； Ｍ Ｃ９Ｓ１２Ｄ Ｇ１２８； ＣＭ Ｏ Ｓ ｃａｍ ｅｒａ； ＰＩＤ
整 个 智 能 车 控 制 系 统 以 ＭＣ９Ｓ１２ＤＧ１２８单 片 机 为 核 心 。由传感 器模 块 、电 源模块 、直流 电 机驱 动模 块 、转 向 舵 机 控 制 模 块 以 及 一 些 辅 助 模 块 组 成 ，如 图 １所 示 。
模 拟 图 像 信 号
行信号 Ｉ奇偶场信号 厂—— 二 二 … ｊ
ｒｅｔｕｒｎ （（ｕｃｈａｒ） （（ｍａｘ２＋ｍｉｎ２）／２一 （ｕｃｈａｒ） （Ｔｈｒｅｓｈ— ｏｌｄｋｐｌ （ｍａｘ２－ｍｉｎ２）／ｌ００）））；
ｅｌｓｅ
ｒｅｔｕｒｎ （（ｕｃｈａｒ） （（ｍａｘ２＋ｍｉｎ２）／２一 （ｕｃｈａｒ） （Ｔｈｒｅｓｈｏｌｄｋｐ２ （ｍａｘ２一ｍｉｎ２）／ｌｏｏ）））； ３．２ 边沿 检测 算 法
关 键 词 ：智 能 车 ；Ｍ Ｃ９Ｓ１２ＤＧ１２８；ＣＭＯＳ摄 像 头 ；ＰＩＤ 中 图 分 类 号 ：ＴＰ２４１．２ 文 献 标 识 码 ：Ａ ｄｏｉ：１０．３９６９／ｉ．ｉｓｓｎ．１００２—６６７３．２０１０．０６．０４４
Ｔｈｅ Ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ Ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ Ｖｅｈｉｃｌｅ Ｍ ｏｄｅｌ Ｂａｓｅｄ ｏｎ Ｆｒｅｅｓｃａｌｅ Ｍ ＣＵ ＬＩＡＮＧ Ｌｉ－Ｑｉｎ，ＷＡＮＧ Ｙｏｎ，ＺＨＡＮＧＢａｏ－Ｊｉａｎ
的整 体 稳 定 ，在 设 计 电路 板 的 时候 采 用模 块 化 设 计 方
Ｔａｂ．１ Ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ｂｉｎａｒｉｚａｔｉｏｎ ｍ ｅｔｈｏｄ
案 。 即 整 个 智 能 车 控 制 系 统 由 以 Ｓ１２为 核 心 的 最 小 系 统 ｌ 方 法
速 度
适 合 情 况
类 别
板 、主 板 、 电 机 驱 动 电 路 板 三 大 模 块 组 成 。 最 小 系 统 板 可 以插 在 主 板 上 组成 信 号 采 集 、处 理 和 电机 控 制单 元 ， 电机驱 动部 分单 独 分开 ，做 成 了两块 电路 板 ，分 别控 制 赛 车的 两个后 驱 动轮 。
２ 系统 软 件 设 计 与 实 现
第 ２３卷 第 ６期 ２０１０年 １１月
机 电 产 品 开崖 与钏 薪
Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ＆ Ｉｎｎｏｖａｔｉｏｎ ｏｆ Ｍａｃｈｉｎｅｒｙ ＆ Ｅｌｅｃｔｉｉｃａｌ Ｐｒｏｄｕｃｔｓ
文 章 编 号 ： １００２—６６７３ （２０１０）０６—１１４—０３
基 于 Ｆｒｅｅｓｃａｌｅ单 片 机 的智 能 赛 车设 计
割 、边 沿 检测 和 黑线 搜 索 相结 合 的方 法 提取 黑线 。该 算
图 ２ 主 程 序 流 程 图
法 的 流 程 如 图 ３所 示 。
Ｆｉｇ．２ Ｔｈｅ ｆ ｌｏｗ ｃｈａｒｔ ｏｆ ｍ ａｉｎ ｐｒｏｇｒａｍ
软 件 开 发 工 具 采 用 Ｍｅｔｒｏｗｅｒｋｓ公 司 开 发 的 软 件 集 成 开 发 环 境 Ｃｏｄｅ ｗａｒｒｉｏｒ ｆｏｒ ＨＣＳ１２． 开 发 语 言 采 用 ＨＣＳ１２Ｃ语 言 ，语 法 与标 准 Ｃ语 言基 本 相 同 ，支 持 多种 数 据类 型 ，中断 服务程 序 用 中断 函数 形 式来 实 现 ，并提 供 了 内 嵌 汇 编 的 功 能 。
ＰＷ Ｍ２ ｒ ＰＷ Ｍ３ Ｉ
—
—
电 机 驱 动 模 块
图 １ 系统硬 件结构
Ｆｉｇ．１ Ｔｈｅ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｏｆ ｓｙｓｔｅｍ ｈａｒｄｗａｒｅ
ｌｌ４
· 测 试 与 控 制 ·
为 了 减 小 电 机 驱 动 电 路 带 来 的 电 磁 干 扰 ，增 强 系 统
表 １ 二值 化 方 法 分 析
颜 色对 比鲜 明 ，可 以采 二值 化 或边 沿 检测 法对 赛 道上 的 引 导线 图像 进 行提 取 。二值 化 的方 法 有很 多种 ，表 １对 几 种 常 用 的 方 法 进 行 了 对 比 。
通 过表 的分 析 结合 智 能车 视频 图像 特 点 ，选 用 双峰 法对 图像 进 行分 割 。通 过双 峰 法计 算 出 阂值 ，对赛 道 图 像进 行分 割 ，阈值 计算 程序 如下 ：
图 像 是 否采 集 完 毕 图 像 信 息 处 理 与 识 别
系 统 变 量 及 功 能 模 块 参 数 初 始 化
大 于一个 阈值 。此 阈值可 以经过 试验 确定 。 （１）从最 左 端 的第 一 个有 效 数据 点 开始 依 次 向右进
行 阂值 判 断 ，由 于实 际黑 白赛 道边 沿 可能 会 有 模糊 化 ，
上 一一 ．主一 ～一
—
—
—
—
器
ＭＣ９ＳＩ２ＤＧＩ２８Ｂ
加 速 度 传 感 器
收稿 日期 ：２０１０—１０—１５ 作 者 简 介 ：梁 丽 勤 （１９８０一），女 ，河 北石 家庄 人 ， 工 学硕 士 ， 讲 师 。主 要 研 究 方 向 ：无 线 传 感 器 网 络控 制 ；王岩 （１９８１一）， 女 ，河 北 蔚 县 人 ，工 学硕 士 ，讲 师 。 主要 研 究方 向 ：计 算 机 网 络 技 术 。
由于赛 道 是在 白色底 板 上铺 设 黑 色 引导 线 ，因此 干 扰 比较 小 ，黑 线提 取 较 为容 易 。 因此 可 以使 用 图像 处 理 算 法 中较 为简 单 的边 界提 取 算法 。 由于黑 色 和 白色底板 之 间的 色差 较 大 ，直接 放 映在 图像数 据 中就 是 数据 差值
线 赛 前 未 知 ） 行 进 ， 以 完 成 时 间 最 短 者 为 优 胜 。
１ 系统硬件设计
寻 迹智 能车 所使 用 的车模 载体 是 一款 带有 差 速 器的 后 轮驱 动模 型赛 车 。通 过 自动控 制器 ，控 制模 型 赛车 在 封 闭 的跑道 上 自主 寻线 运行 。在保 证 车模 运行 稳定 的前 提 下 跑 完 规 定 圈 数 后 ， 自动 停 止 。
双 峰 法
图像 需 要 光 照 均 匀 ，有
较 快
全 局 二 值 化
两 座 明 显 的 双 峰
灰 度 平 均 法 快
图像 需要 光 照 均 匀 全 局 二 值 化
０ＳＴＵ 法 较 慢 图像 需 要 光 照 均 匀 全 局 二 值 化
ＮｉＢｌａｃｋ法 非 常 慢 图像 质 量要 求 相对 较 低 局 部 二 值 化
Ｖｏ１．２３。Ｎｏ．６ Ｎｏｖ．。２０１ ０
梁 丽勤 ，王 岩 ，张 宝健
（东 北 大 学 秦 皇 岛分 校 自动 化 工程 系 ，河 北 秦 皇 岛 ０６６００４）
摘 要 ：以 全 国 大 学 生 飞 思 卡 尔杯 智 能 汽 车 竞 赛 为 基 础 ．采 用 Ｍ Ｃ９Ｓ１２ＤＧ１２８ １６位 单 片机 作 为 核 心 控 制 单 元 ． 通 过 一 个 ＣＭ ＯＳ摄 像 头检 测 模 型 车 的 运 动 位 置 和 运 动 方 向 ，用 光 电传 感 器 检 测 模 型 车 的速 度 ，并 加 以 直 流 电机 、舵 机 、 电 源 电 路 以及 其 他 电路 模 块 构 成 整 个 运 动 控 制 系统 。在 软 件 设 计 上 我 们 使 用 ＰＩＤ 控 制 算 法 调 节 驱 动 电机 的 转 速 和 舵 机 的 方 向 ， 完成 对 模 型 车运 动 速 度 和 运 动 方 向 的 闭环 控 制个 点 之 间 。 找 到 阈
值 点 记 为 ｓｔａｒｔ。
控 制 算 法
（２）从 ｓｔｒａｔ开始 寻找 第 二个 跳 变 点 ，记 为 ｅｎｄ，则
黑 线 中心位 置 为 ｓｔａｒｔ＋ｅｎｄ／２。
其 它 任 务
考 虑 的算 法 的 可靠 和 稳定 性 ，本 系统 采 用 了 阈值 分
０ 引 言
全 国大学 生飞 思卡 尔杯智 能 车竞 赛是 教育 部 主办 的 面 向全 国 大 学生 的 五大 赛 事 之 一 （另 外 四个 ：数 学 建 模 、电子 设计 、机械 设 计 、结 构 设计 ）。智 能 车竞 赛 是 以 迅 猛 发 展 的 汽 车 电 子 为 背 景 ， 涵 盖 了 控 制 、模 式 识 别 、传 感 技 术 、 电 子 、电 气 、计 算 机 、机 械 等 多 个 学 科 交叉 的科 技创 意性 比赛 。大赛 旨在加 强大 学生 的创 新 与 实 践动 手 的能 力 ，为 社 会 培养 一 批优 秀 的创新 型 人 才 。 全 国大学 生智 能汽 车竞赛 是在 竞赛 组 委会 提供 的统 一 汽 车 模 型 平 台上 ，使 用 飞 思 卡 尔 半 导 体 公 司 的 ８位 、ｌ６ 位 微控 制器作 为核 心控 制模 块 ，通 过设计 道路 识 别传 感 器 和 电机 驱 动 电 路 、编 写 相 应 软 件 及 装 配 模 型 车 ，制 作 一 个 能够 自主 识别 道路 的模 型 汽车 ，按 照规定 路 线 （路
（Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ ｏｆ Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ，Ｑｉｎｈｕａｎｇｄａｏ Ｂｒａｎｃｈ ｏｆ Ｎｏｒｔｈｅａｓｔ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｑｉｎｈｕａｎｇｄａｏ Ｈｅｂｅｉ ０６６００４，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ，Ｆｒｅｅｓｃａｌｅ Ｃｕｐ Ｎ ａｔｉｏｎａｌ Ｓｍ ａｒｔ Ｃａｒ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ Ｓｔｕｄｅｎｔｓ ｒａｃｅ ｉｓ ｂａｓｅｄ ｏｎ ａｎ Ｍ Ｃ９Ｓ１２Ｄ Ｇ１２８ １６一ｂｉｔ ｍｉｃｒｏｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ ａｓ ｔｈｅ ｃｏｒｅ ｃｏｎｔｒｏｌ ｕｎｉｔ，ｔｈｒｏｕｇｈ ａ ＣＭ Ｏ Ｓ ｃａｍ ｅｒａ ｍｏｔｉｏｎ ｔｏ ｄｅｔｅｃｔ ｍｏｄｅｌ ｃａｒ ｐｏｓｉｔｉｏｎ ａｎｄ ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ ｏｆ ｍ ｏｔｉｏｎ，ｗ ｉｔｈ ａ ｐｈｏｔｏｅｌｅｃｔｒｉｃ ｓｅｎｓｏｒ ｄｅ－ ｔｅｃｔｓ ｔｈｅ ｓｐｅｅｄ ｏｆ ｍ ｏｄｅｌ ｃａｒｓ．Ａｎｄ ｔｈｅ ｅｎｔｉｒｅ ｍ ｏｔｉｏｎ ｃｏｎｔｒｏｌ ｓｙｓｔｅｍ ｉｎｃｌｕｄｅ Ｄ Ｃ ｍｏｔｏｒｓ，ｓｔｅｅｒｉｎｇ ｇｅａｒ，ｐｏｗｅｒ ｃｉｒｃｕｉｔ ａｎｄ ｏｔｈｅｒ ｃｉｒｃｕｉｔ ｂｌｏｃｋｓ．
ｏｆ ｔｈｅ ｍ ｏｄｅｌ ｃａｒ ｏｆ ｔｈｅ ｖｅｌｏｃｉｔ ｙ ａｎｄ ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ ｏｆ ｍ ｏｔｉｏｎ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ： ｓｍ ａｒｔ ｃａｒ； Ｍ Ｃ９Ｓ１２Ｄ Ｇ１２８； ＣＭ Ｏ Ｓ ｃａｍ ｅｒａ； ＰＩＤ
整 个 智 能 车 控 制 系 统 以 ＭＣ９Ｓ１２ＤＧ１２８单 片 机 为 核 心 。由传感 器模 块 、电 源模块 、直流 电 机驱 动模 块 、转 向 舵 机 控 制 模 块 以 及 一 些 辅 助 模 块 组 成 ，如 图 １所 示 。
模 拟 图 像 信 号
行信号 Ｉ奇偶场信号 厂—— 二 二 … ｊ
ｒｅｔｕｒｎ （（ｕｃｈａｒ） （（ｍａｘ２＋ｍｉｎ２）／２一 （ｕｃｈａｒ） （Ｔｈｒｅｓｈ— ｏｌｄｋｐｌ （ｍａｘ２－ｍｉｎ２）／ｌ００）））；
ｅｌｓｅ
ｒｅｔｕｒｎ （（ｕｃｈａｒ） （（ｍａｘ２＋ｍｉｎ２）／２一 （ｕｃｈａｒ） （Ｔｈｒｅｓｈｏｌｄｋｐ２ （ｍａｘ２一ｍｉｎ２）／ｌｏｏ）））； ３．２ 边沿 检测 算 法
关 键 词 ：智 能 车 ；Ｍ Ｃ９Ｓ１２ＤＧ１２８；ＣＭＯＳ摄 像 头 ；ＰＩＤ 中 图 分 类 号 ：ＴＰ２４１．２ 文 献 标 识 码 ：Ａ ｄｏｉ：１０．３９６９／ｉ．ｉｓｓｎ．１００２—６６７３．２０１０．０６．０４４
Ｔｈｅ Ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ Ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ Ｖｅｈｉｃｌｅ Ｍ ｏｄｅｌ Ｂａｓｅｄ ｏｎ Ｆｒｅｅｓｃａｌｅ Ｍ ＣＵ ＬＩＡＮＧ Ｌｉ－Ｑｉｎ，ＷＡＮＧ Ｙｏｎ，ＺＨＡＮＧＢａｏ－Ｊｉａｎ
的整 体 稳 定 ，在 设 计 电路 板 的 时候 采 用模 块 化 设 计 方
Ｔａｂ．１ Ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ｂｉｎａｒｉｚａｔｉｏｎ ｍ ｅｔｈｏｄ
案 。 即 整 个 智 能 车 控 制 系 统 由 以 Ｓ１２为 核 心 的 最 小 系 统 ｌ 方 法
速 度
适 合 情 况
类 别
板 、主 板 、 电 机 驱 动 电 路 板 三 大 模 块 组 成 。 最 小 系 统 板 可 以插 在 主 板 上 组成 信 号 采 集 、处 理 和 电机 控 制单 元 ， 电机驱 动部 分单 独 分开 ，做 成 了两块 电路 板 ，分 别控 制 赛 车的 两个后 驱 动轮 。
２ 系统 软 件 设 计 与 实 现
第 ２３卷 第 ６期 ２０１０年 １１月
机 电 产 品 开崖 与钏 薪
Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ＆ Ｉｎｎｏｖａｔｉｏｎ ｏｆ Ｍａｃｈｉｎｅｒｙ ＆ Ｅｌｅｃｔｉｉｃａｌ Ｐｒｏｄｕｃｔｓ
文 章 编 号 ： １００２—６６７３ （２０１０）０６—１１４—０３
基 于 Ｆｒｅｅｓｃａｌｅ单 片 机 的智 能 赛 车设 计
割 、边 沿 检测 和 黑线 搜 索 相结 合 的方 法 提取 黑线 。该 算
图 ２ 主 程 序 流 程 图
法 的 流 程 如 图 ３所 示 。
Ｆｉｇ．２ Ｔｈｅ ｆ ｌｏｗ ｃｈａｒｔ ｏｆ ｍ ａｉｎ ｐｒｏｇｒａｍ
软 件 开 发 工 具 采 用 Ｍｅｔｒｏｗｅｒｋｓ公 司 开 发 的 软 件 集 成 开 发 环 境 Ｃｏｄｅ ｗａｒｒｉｏｒ ｆｏｒ ＨＣＳ１２． 开 发 语 言 采 用 ＨＣＳ１２Ｃ语 言 ，语 法 与标 准 Ｃ语 言基 本 相 同 ，支 持 多种 数 据类 型 ，中断 服务程 序 用 中断 函数 形 式来 实 现 ，并提 供 了 内 嵌 汇 编 的 功 能 。
ＰＷ Ｍ２ ｒ ＰＷ Ｍ３ Ｉ
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电 机 驱 动 模 块
图 １ 系统硬 件结构
Ｆｉｇ．１ Ｔｈｅ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｏｆ ｓｙｓｔｅｍ ｈａｒｄｗａｒｅ
ｌｌ４
· 测 试 与 控 制 ·
为 了 减 小 电 机 驱 动 电 路 带 来 的 电 磁 干 扰 ，增 强 系 统
表 １ 二值 化 方 法 分 析
颜 色对 比鲜 明 ，可 以采 二值 化 或边 沿 检测 法对 赛 道上 的 引 导线 图像 进 行提 取 。二值 化 的方 法 有很 多种 ，表 １对 几 种 常 用 的 方 法 进 行 了 对 比 。
通 过表 的分 析 结合 智 能车 视频 图像 特 点 ，选 用 双峰 法对 图像 进 行分 割 。通 过双 峰 法计 算 出 阂值 ，对赛 道 图 像进 行分 割 ，阈值 计算 程序 如下 ：
图 像 是 否采 集 完 毕 图 像 信 息 处 理 与 识 别
系 统 变 量 及 功 能 模 块 参 数 初 始 化
大 于一个 阈值 。此 阈值可 以经过 试验 确定 。 （１）从最 左 端 的第 一 个有 效 数据 点 开始 依 次 向右进
行 阂值 判 断 ，由 于实 际黑 白赛 道边 沿 可能 会 有 模糊 化 ，
上 一一 ．主一 ～一
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器
ＭＣ９ＳＩ２ＤＧＩ２８Ｂ
加 速 度 传 感 器
收稿 日期 ：２０１０—１０—１５ 作 者 简 介 ：梁 丽 勤 （１９８０一），女 ，河 北石 家庄 人 ， 工 学硕 士 ， 讲 师 。主 要 研 究 方 向 ：无 线 传 感 器 网 络控 制 ；王岩 （１９８１一）， 女 ，河 北 蔚 县 人 ，工 学硕 士 ，讲 师 。 主要 研 究方 向 ：计 算 机 网 络 技 术 。
由于赛 道 是在 白色底 板 上铺 设 黑 色 引导 线 ，因此 干 扰 比较 小 ，黑 线提 取 较 为容 易 。 因此 可 以使 用 图像 处 理 算 法 中较 为简 单 的边 界提 取 算法 。 由于黑 色 和 白色底板 之 间的 色差 较 大 ，直接 放 映在 图像数 据 中就 是 数据 差值
线 赛 前 未 知 ） 行 进 ， 以 完 成 时 间 最 短 者 为 优 胜 。
１ 系统硬件设计
寻 迹智 能车 所使 用 的车模 载体 是 一款 带有 差 速 器的 后 轮驱 动模 型赛 车 。通 过 自动控 制器 ，控 制模 型 赛车 在 封 闭 的跑道 上 自主 寻线 运行 。在保 证 车模 运行 稳定 的前 提 下 跑 完 规 定 圈 数 后 ， 自动 停 止 。
双 峰 法
图像 需 要 光 照 均 匀 ，有
较 快
全 局 二 值 化
两 座 明 显 的 双 峰
灰 度 平 均 法 快
图像 需要 光 照 均 匀 全 局 二 值 化
０ＳＴＵ 法 较 慢 图像 需 要 光 照 均 匀 全 局 二 值 化
ＮｉＢｌａｃｋ法 非 常 慢 图像 质 量要 求 相对 较 低 局 部 二 值 化
Ｖｏ１．２３。Ｎｏ．６ Ｎｏｖ．。２０１ ０
梁 丽勤 ，王 岩 ，张 宝健
（东 北 大 学 秦 皇 岛分 校 自动 化 工程 系 ，河 北 秦 皇 岛 ０６６００４）
摘 要 ：以 全 国 大 学 生 飞 思 卡 尔杯 智 能 汽 车 竞 赛 为 基 础 ．采 用 Ｍ Ｃ９Ｓ１２ＤＧ１２８ １６位 单 片机 作 为 核 心 控 制 单 元 ． 通 过 一 个 ＣＭ ＯＳ摄 像 头检 测 模 型 车 的 运 动 位 置 和 运 动 方 向 ，用 光 电传 感 器 检 测 模 型 车 的速 度 ，并 加 以 直 流 电机 、舵 机 、 电 源 电 路 以及 其 他 电路 模 块 构 成 整 个 运 动 控 制 系统 。在 软 件 设 计 上 我 们 使 用 ＰＩＤ 控 制 算 法 调 节 驱 动 电机 的 转 速 和 舵 机 的 方 向 ， 完成 对 模 型 车运 动 速 度 和 运 动 方 向 的 闭环 控 制个 点 之 间 。 找 到 阈
值 点 记 为 ｓｔａｒｔ。
控 制 算 法
（２）从 ｓｔｒａｔ开始 寻找 第 二个 跳 变 点 ，记 为 ｅｎｄ，则
黑 线 中心位 置 为 ｓｔａｒｔ＋ｅｎｄ／２。
其 它 任 务
考 虑 的算 法 的 可靠 和 稳定 性 ，本 系统 采 用 了 阈值 分
０ 引 言
全 国大学 生飞 思卡 尔杯智 能 车竞 赛是 教育 部 主办 的 面 向全 国 大 学生 的 五大 赛 事 之 一 （另 外 四个 ：数 学 建 模 、电子 设计 、机械 设 计 、结 构 设计 ）。智 能 车竞 赛 是 以 迅 猛 发 展 的 汽 车 电 子 为 背 景 ， 涵 盖 了 控 制 、模 式 识 别 、传 感 技 术 、 电 子 、电 气 、计 算 机 、机 械 等 多 个 学 科 交叉 的科 技创 意性 比赛 。大赛 旨在加 强大 学生 的创 新 与 实 践动 手 的能 力 ，为 社 会 培养 一 批优 秀 的创新 型 人 才 。 全 国大学 生智 能汽 车竞赛 是在 竞赛 组 委会 提供 的统 一 汽 车 模 型 平 台上 ，使 用 飞 思 卡 尔 半 导 体 公 司 的 ８位 、ｌ６ 位 微控 制器作 为核 心控 制模 块 ，通 过设计 道路 识 别传 感 器 和 电机 驱 动 电 路 、编 写 相 应 软 件 及 装 配 模 型 车 ，制 作 一 个 能够 自主 识别 道路 的模 型 汽车 ，按 照规定 路 线 （路
（Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ ｏｆ Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ，Ｑｉｎｈｕａｎｇｄａｏ Ｂｒａｎｃｈ ｏｆ Ｎｏｒｔｈｅａｓｔ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｑｉｎｈｕａｎｇｄａｏ Ｈｅｂｅｉ ０６６００４，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ，Ｆｒｅｅｓｃａｌｅ Ｃｕｐ Ｎ ａｔｉｏｎａｌ Ｓｍ ａｒｔ Ｃａｒ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ Ｓｔｕｄｅｎｔｓ ｒａｃｅ ｉｓ ｂａｓｅｄ ｏｎ ａｎ Ｍ Ｃ９Ｓ１２Ｄ Ｇ１２８ １６一ｂｉｔ ｍｉｃｒｏｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ ａｓ ｔｈｅ ｃｏｒｅ ｃｏｎｔｒｏｌ ｕｎｉｔ，ｔｈｒｏｕｇｈ ａ ＣＭ Ｏ Ｓ ｃａｍ ｅｒａ ｍｏｔｉｏｎ ｔｏ ｄｅｔｅｃｔ ｍｏｄｅｌ ｃａｒ ｐｏｓｉｔｉｏｎ ａｎｄ ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ ｏｆ ｍ ｏｔｉｏｎ，ｗ ｉｔｈ ａ ｐｈｏｔｏｅｌｅｃｔｒｉｃ ｓｅｎｓｏｒ ｄｅ－ ｔｅｃｔｓ ｔｈｅ ｓｐｅｅｄ ｏｆ ｍ ｏｄｅｌ ｃａｒｓ．Ａｎｄ ｔｈｅ ｅｎｔｉｒｅ ｍ ｏｔｉｏｎ ｃｏｎｔｒｏｌ ｓｙｓｔｅｍ ｉｎｃｌｕｄｅ Ｄ Ｃ ｍｏｔｏｒｓ，ｓｔｅｅｒｉｎｇ ｇｅａｒ，ｐｏｗｅｒ ｃｉｒｃｕｉｔ ａｎｄ ｏｔｈｅｒ ｃｉｒｃｕｉｔ ｂｌｏｃｋｓ．
