基于CCD传感器的智能车设计 北京科技大学智能车实验室 陈曦 http://www.5470.cn/smartcar/

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1 基于CCD传感器的智能车设计 北京科技大学智能车实验室 陈曦

2 目录 CCD智能车电控系统 1 为什么要使用CCD？ 2 电机、舵机控制 3 程序流程 4

3 1.CCD智能车电控系统

4 1.CCD智能车电控系统 CCD摄像头 直流电机 舵机 单片机最小系统（上） 系统主板电路（下） 电池 直流电机驱动电路

5 2.为什么要使用CCD？ 为什么选择CCD? Reason 1 Reason 2
较大的前瞻距离，可以使小车在高速行驶下有足够的时间依据路况进行调整 Reason 2 丰富的视频图象信号，为小车提供丰富了路面信息，为小车调整速度转向提供各种参考数据

6 高速情况下，对赛道的提前判断和相应很重要，使用摄像头可以有效的实现这个目的。
2.为什么要使用CCD？ 较大的前瞻距离 高速情况下，对赛道的提前判断和相应很重要，使用摄像头可以有效的实现这个目的。 在全国比赛中，我们所设计的智能车图象采集系统，摄像头有效前瞻距离最大可达2.5米，在全国所有队伍中处于前列。

7 2.为什么要使用CCD？ 丰富的视频图象信号 摄像头采集的数据为二维图象信号，我们可以根据这个图象知道下面的赛道类型，如果是直道就高速行驶，如果是弯道就以合适的速度行驶。而且可以根据赛道的不同类型采取不同的控制策略。 下面是几张摄像头采集回来的图象。

8 2.为什么要使用CCD？ CCD摄像头采集回来的直线图象

9 2.为什么要使用CCD？ CCD摄像头采集回来的弯道图象

10 2.为什么要使用CCD？ CCD摄像头采集回来的S弯图象

11 2.为什么要使用CCD？ 手

12 3.电机、舵机控制 PID PWM 驱动 电机 测速 闭环速度控制 直流电机控制系统

13 3.电机、舵机控制 PID PWM 黑线位置 然后，把黑线位置作为控制系统输入量，使用PID算法对舵机角度进行控制，实现舵机快速响应。
首先，要对像头采集来的图象进行分析，得到我们所需的黑线位置及变化情况。 然后，把黑线位置作为控制系统输入量，使用PID算法对舵机角度进行控制，实现舵机快速响应。 最后，以PWM波的形式向舵机输入控制信号，实现智能车转向控制。

14 4.程序流程 速度控制 转向控制 图象处理 图象采集 高速稳定行驶！

15 4.程序流程 程序流程简介 电机控制 图象采集 舵机控制 信号处理 使用增量式PID算法对电机 进行闭环速度控制，有效控 制电机加减速
图象采集系统电路设计方法 很多，根据不同的图象采集 电路设计方案，编写相应的 图象采集程序，得到清晰的 图象数据。由于单片机的运 算速度有限，因此编写高效 的图象采集程序很有难度， 需要不停的理论分析、思考 和尝试。 使用位置式PID算法对舵机 进行控制，以实现舵机快速 响应 信号处理 得到图象数据后，要对图象进行很多处理，包括 去噪、黑线边缘提取、黑线分离、黑线中心计算 分析赛道类型、分析赛道变化情况等，这个是整 个程序里比较重要也是比较复杂的部分。

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