车载安卓飞思卡尔方案

基于飞思卡尔芯片的电磁引导智能车设计

飞思卡尔智能车竞赛是由教育部高等自动化专业教学指导分委员会主办的全国大学生智能汽车竞赛。所使用的车模是一款带有差速器的后轮驱动模型车，由组委会统一提供。比赛跑道为表面白色，中心有0.1 mm～0.3mm直径的连续漆泡线作为引导线，其中漆泡线通有100ma交流电流。比赛规则限定了跑道宽度50cm和拐角最小半径50cm。

飞思卡尔 智能车 竞赛

一、硬件设计

1.电磁传感器

对于电磁组来说，传感器的选择是尤为重要的，最原始的办法用线圈产生磁场的办法去切割跑到上的磁场来检测道路信息，开始因为线圈的缠绕是有要求的，电感的大小也是有要求的，漆泡线的粗细也是有要求的，基于上面的问题，我们实验没有成功。后来，围绕传感器做了很多的实验，做了两个传感器：一个是用三极管做放大的，另一个是用运放做放大的，但结果用运放成本高，运放要双电源而且一般的放大器频带窄满足不了要求，所以选择用三极管做放大。

在距离导线50mm的上方放置垂直于导线的10mh 电感，为了能够更加准确测量感应电容式的电压，还需要将上述感应电压进一步放大，一般情况下将电压峰峰值放大到1v～5v左右，就可以进行幅度检测，所以需要放大电路具有100倍左右的电压增益（40db）。

最简单的设计，可以只是用一阶共射三极管放大电路就可以满足要求。

2.速度传感器

车模的驱动力来源于一个直流电动机，为了能很好地控制车模的速度，我们引入了闭环控制系统，这就需要车体能实时地或者尽可能快地了解到速度变化，从而对驱动的电压电流进行调整，尽可能快地达到设定速度并且稳定在设定速度上。

从往届的参赛队伍经验得知，使用一个增量编码器能很好地解决以上问题，终选择了欧姆龙的180线增量型光电编码器。这款编码器为2相输出。在实际的测试中，让单片机每10ms返回一次传感器的值，当车模在1米/秒左右速度时能返回60～70多个脉冲，当大于2.5米能返回170多个脉冲，反复测试反馈准确，稳定。

其扩展模拟知识面。该ＴＩ高精度设计库包含参考、　验证及认证设计等类别，可为客户提供快速评估和　定制系统所需的所有方法与结果以及设计与仿真文　件，可加速最终产品的上市进程。（来自ＴＩ）　ＬＧ与美国高通公司　在下一代智能手机上继续合作　在此前成功合作的基础上，ＬＧ电子公司与美国　高通公司的全资子公司美国高通技术公司宣布，屡　获殊荣的ＬＧ　Ｏｐｔｉｍｕｓ将推出下一代产品，采用业界　最先进的移动芯片组——骁龙ＴＭ８００系列处理器。　采用骁龙８００系列处理器的ＬＧ　Ｇ系列终端产　品将凭借令人震撼的性能、丰富的图形和出色的电　池效率，重新定义智能手机体验。骁龙８００系列处　理器支持载波聚合，通过频谱带宽最大化以提高数　据传输速度并降低网络延迟，从而实现更快速的　ＬＴＥ连接。（来自美国高通公司）　索尼发布采用“骁龙８００’’处理器的　Ｘｐｅｒ　ｉ　ａ　Ｚ　Ｕ　Ｉ　ｔｒａ　ＸＬ３９ｈ　近日，索尼在上海发布Ｘｐｅｒｉａ　Ｚ　Ｕｌｔｒａ　ＸＬ３９ｈ，支　持ＬＴＥ／ＨｓＰＡ＋／ＧｓＭ。索尼称，Ｘｐｅｒｉａ　Ｚ　Ｕｌｔｒａ　ＸＬ３９ｈ　使用“全球最快”的骁龙８００系列处理器，拥有“终　极性能”。索尼表示，Ｘｐｅｒｉａ　Ｚ　Ｕｌｔｒａ　ＸＬ３９ｈ拥有全球　最大的ＦＵＬＬ　ＨＤ智能手机显示屏（６．４英寸），也是　全球最薄的ＦＵＬＬ　ＨＤ智能手机（６．５毫米），同时是　目前唯一的防水（ＩＰ５５／ＩＰ５８）ＦＵＬＬ　ＨＤ智能手机，　还支持４ＧＬＴＥ网络。　索尼表示，骁龙８００处理器在主频、功耗、连接　性、图形处理及工艺制程等各方面均属行业翘楚。　骁龙８００配备全新四核Ｋｒａｉｔ　４００　ＣＰＵ、Ａｄｒｅｎｏ　３３０　ＧＰＵ、Ｈｅｘａｇｏｎ　Ｖ５　ＤＳＰ以及最新的４Ｇ　ＬＴＥ　Ｃａｔ　４调　制解调器，支持载波聚合，Ｃａｔｅｇｏｒｙ　４数据传输速率　最高达１５０Ｍｂｐｓ。而Ｑｕａｌｃｏｍｍ也在ＭＷＣ期间宣　布，骁龙８００处理器将率先采用台积公司２８ＨＰＭ制　程生产，实现无与伦比的低功耗。（来自索尼公司）　飞思卡尔推出业界最全面的　ＡＤＡＳ系统解决方案　飞思卡尔半导体宣布推出业界最全面的系统级　解决方案，面向基于汽车雷达的高级驾驶员辅助系　统（ＡＤＡＳ）。新型Ｑｏｒｉｖｖａ　ＭＰＣ５７７ｘＫ微控制器　（ＭＣＵ）和ＭＲＤ２００１　７７　ＧＨｚ雷达收发器芯片组提　供了基于雷达的ＡＤＡＳ解决方案所需的嵌入式技　术，减少了组件使用，提高该解决方案在主流车辆中　的采用。　通过使用飞思卡尔Ｑｏｒｉｖｖａ　ＭＰＣ５７７ｘＫ　ＭＣＵ和　ＭＲＤ２００１　７７　ＧＨｚ雷达收发器芯片组，汽车制造商　可以实施远距离和中距离前置雷达，用于自适应巡　航控制、自主紧急制动系统、管理盲点和侧面碰撞检　测，只需通过一个单一的可扩展多信道解决方案。　设计人员可以将雷达收发器芯片组与Ｑｏｒｉｖｖａ　ＭＣＵ相结合，实现面向低端和高端雷达模块的总体　系统解决方案。通过利用一个可扩展解决方案，汽车　制造商可以避免在不同车型之间采购和重新配置不　同的解决方案，节省时间和材料成本。（来自飞思卡　尔公司）　ｌＤＴ推出无线基站射频卡　低噪声计时芯片组　ＩＤＴ＠公司（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ　Ｄｅｖｉｃｅ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｉｎｃ．）　日前宣布对低噪声计时芯片组进行优化，以满足无　线基站收发台（ＢＴＳ）射频卡应用。这款全新芯片组　产品对ＩＤＴ广泛的通信信号链产品系列进行了补　充，为工程师提供所需的工具，帮助他们解决相位噪　声相关的挑战，并建立一流的无线系统。　ＩＤＴ　８Ｖ１９Ｎ４ｘｘ芯片组包括了ＪＥＳＤ２０４Ｂ相兼容　的灵活的射频锁相环（ＲＦ　ＰＬＬ）和时钟合成器，能　ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｃｉｃｍａｇ．Ｃ．，

洛阳理工学院毕业设计（论文）

I 图像处理在智能车路径识别中的应用

摘 要

机器视觉技术在智能车中得到了广泛的应用，这项技术在智能车的路径识别、障碍物判断中起着重要作用。基于此，依据飞思卡尔小车的硬件架构,研究机器视觉技术应用于飞思卡尔小车。飞思卡尔智能车处理器采用了MC9S12XS128芯片，路况采集使用的是数字摄像头OV7620。

由于飞思卡尔智能车是是一款竞速小车，因此图像采集和处理要协调准确性和快速性，需要找到其中的最优控制。因此本设计主要需要完成的任务是：怎样用摄像头准确的采集每一场的图像，然后怎样进行二值化处理；以及怎样对图像进行去噪处理；最后也就是本设计的难点也是设计的核心，怎样对小车的轨迹进行补线。

本设计的先进性，在众多的图像处理技术中找到了适合飞思卡尔智能车的图像处理方法。充分发挥了摄像头的有点。经过小车的实际测试以及相关的MATLAB仿真，最终相关设计内容都基本满足要求。小车的稳定性和快速性得到显著提高。

关键词：OV7620，视频采集，图像处理，二值化

洛阳理工学院毕业设计（论文）

II The Application of Image Processing in the Recognition of

Intelligent Vehicle Path

ABSTRACT

Camera Machine vision technology in the smart car in a wide range of

applications, the technology identified in the path of the smart car, and plays an

important role in the obstacles to judge. Based on this, based on the architecture of the

Freescale car, machine vision technology used in the Freescale car. Freescale smart car

K60模块分配

K60的简介，我们本次使用了以下模块。

1. FTM模块：K60中集成3个FTM模块，而今年我们选用两个B车进行追踪循迹。B车模使用单电机、单舵机，另外需要一个编码器。所以对3个FTM模块进行如下配置：FTM0用以产生300Hz PWM信号控制舵机，FMT1用以产生18.5KHz PWM信号控制电机，FTM2用以采集编码器数据。

2. 定时器模块：K60中有多个定时器模块，我们使用了其中2个。其一用以产生5ms中断，处理相关控制程序。另一个用以超声波模块的计时。

3. SPI模块：我们使用了K60的一个SPI模块，用以和无线射频模块NRF24L01P通信。

4.外部中断：我们使用了三个外部中断。第一个是PORTA的下降沿中断，用以响应干簧管检测到磁铁。第二个是PORTD的跳变沿中断，用以响应超声波模块的输出信号。最后一个是PORTE的下降沿中断，用以响应NRF24L01P模块的相关操作。

数据采集算法

传感器是智能车的眼睛，它们给智能车循迹和追踪提供了必不可少的信息。因此，在智能车软件设计中必须保证数据采集算法的稳定性，同时兼顾其快速性。本车比赛，我们的智能车主要采集以下传感器的数据：电感传感器电路板、编码器、超声波、干簧管。下面主要详述超声波模块、电感传感器电路板的数据采集。

1 .超声波模块数据采集

我们使用的超声波模块的DO引脚输出50Hz的矩形波信号，通过高电平的时间向单片机传递数据。本超声波传感器的高电平时间为声波单程传输的时间，通过这个时间可计算出两车之间的距离。

我们使用外部中断和计时器结合的方式测量高电平时间。首先配置PORTD11为跳变沿中断。中断被触发时，如果PORTD11为高电平则开始计时，如果PORTD11为低电平则停止计时并记录时间间隔。

2. 电感传感器电路板的数据采集

电感传感器电路板通过输出电压的大小反应响应位置和方向的磁场强度。本次比赛中，我们使用了10个电感分布在6个不同位置，因此每个周期都要采集10路ADC数据，每路ADC数据采集32次进行平均滤波。K60芯片中有两路ADC模块，为了最大程度的减少采集数据的时间，我们采用两个ADC模块并行采集的方法。