摘要：本文所设计的智能车系统是根据十一届大学生智能车竞赛信标组的比赛规则而设计的，要求自主设计一款能够自主运行的智能车系统，完成比赛的具体任务。

本智能车系统以MK60FN为核心控制单元，通过定位眼摄像头检测场地信息，软件对图像进行二值化处理，进而根据一系列算法提取信标位置信息，利用位置式PID调节舵机角度，通过编码器检测车模的实时速度，使用增量式PID调节电机的转速，实现了对智能车运动速度和运动方向的闭环控制。为了提高系统的稳定性，使用LCD液晶屏、按键、蓝牙等调试工具，进行了大量硬件与软件测试，最终顺利完成设计要求。

关键词：智能车；MK60FN；摄像头；PID

ABSTRACT：The design of the smart car system is designed according to the competition rules of the eleven college student smart car competition beacon group,need independently designed a smart car system that can run autonomously,complete the specific tasks of the game.

Smart car system is designed in this paper using MK60FN as the core control unit，field information is detected by THE EYE camera,programing for image binarization processing,then according to a series of algorithms for extracting beacon position information,adjusted the steering angle by using position type PID,through the real-time speed of the encoder detection model,using incremental PID adjust the motor speed,the closed loop control of the speed and direction of the smart car is realized.In order to improve the stability of the system,a lot of hardware and software testing are carried out by using LCD screen,key,Bluetooth and other debugging tools.Finally completed the design requirements.

Key words:smart car;MK60FN;camera;PID

目  录

第一章  绪论 1

1.1课题研究的背景及意义 1

1.2课题研究的内容 2

1.3论文的结构安排 3

第二章  系统总体设计 4

2.1整体方案设计 4

2.2硬件系统组成 4

2.3软件系统组成 5

第三章  硬件系统设计 6

3.1单片机系统 6

3.2电源模块 6

3.2.15V稳压模块 7

3.2.23.3V稳压模块 7

3.2.36V稳压模块 8

3.3电机驱动模块 8

3.4图像采样处理模块 9

3.5编码器模块 9

3.6避障模块 10

3.7辅助调试模块 10

第四章  软件系统设计 11

4.1程序流程图 11

4.2图像采集 12

4.2.1OV7620时序分析 12

4.2.2图像采集中断函数 13

4.3图像预处理 14

4.3.1图像滤波处理 14

4.3.2图像二值化处理 15

4.4信标识别以及定位 15

4.5障碍的处理 17

4.6发车控制 18

4.7舵机控制算法 18

4.8电机控制算法 19

4.9交互界面 19

第五章  开发与调试 20

5.1开发环境 20

5.2蓝牙调试模块 20

结束语 21

致  谢 22

参考文献 23

附录 24

附录A源程序 24

附录B实物图 27

附录C软件流程图 28

第一章  绪论

1.1课题研究的背景及意义

我国从上世纪80年代开始研究汽车的无人驾驶技术，国内多所高校都有无人驾驶汽车的研究项目，并且已经取得了阶段性成果。

对智能化车辆控制系统开发相当于延伸了驾驶员的视觉等感知功能，扩展了驾驶员的执行控制功能，增加了道路交通安全。

本课题所需设计的系统不仅需要简单进行图像采集与处理以及对赛道识别的功能，而且还需要所设计的程序可以实现自主规划路线以及避障等一系列的功能。

比赛现场如图1-1所示，可以看到场上有固定个数的信标灯，但是同一时刻只有一个信标灯是闪烁的，此时智能车需要寻找到亮着的信标灯，并跑到其附近，车体装有磁铁，当信标灯周围的线圈感应到智能车到达时，关闭当前点亮的灯，然后随机点亮任意一处的灯，然后依次循环，直到熄灭的信标灯达到一定的个数，比赛结束。