智能车模制作培训

系统初始化MCU系统初始化系统时钟内部AD（摄像头行信号的数字化）PWM模块（控制伺服电机和驱动马达）脉冲捕捉模块（检测光电编码器信号）普通IO（控制车速档位、车灯等）中断（检测摄像头行信号上升沿）参数初始化软件中所涉及的所有变量应该先为其进行初始化图像采集模块采集方案思想：检测摄像头每行信号上升沿，进入中断程序，采用内部AD连续转换，采集奇场信号，在偶场信号传送时进行其他运算实现：（见程序）分辨率问题问题：由于MCU内部AD转换速率的限制，每行信号只能采集到较少数据，满足不了工程应用需求。现在的解决方案：摄像头转置90°，可提高图片的分辨率其他实验过的方案：外部AD、硬件二值化后使用普通IO采集图像处理模块符号说明X黑线中心坐标X=[0:259]每行可采集260个数据定义：X=0黑线在最左边X=259黑线在最右边黑块中心坐标提取思想从每行的第一个数据开始，依次与阀值进行比较当检测到一行信号的某数据小于阀值后，判断该数据的下一个数据是否也小于阀值满足：1.检测再下一个数据是否小于阀值以及该数据是否在倒数第三个数据之前；2.判断黑线两边缘坐标之差（Xi-Xj）是否在一定范围内（由于黑线宽度是恒定的）再满足：1.得到该行第一个黑块的坐标Xi（由于每一行可能会检测到满足以上条件的几个黑块）按照以上原则依次提取每行数据的黑块坐标黑块认知思想：由于黑线是连续的，属于引导线的黑块坐标应该在上一幅图像黑线坐标附近实现：for(k=0;k4;k++){if((Blackblock[r][k]=(BL_center_last[r]+Follow))&&(Blackblock[r][k]=(BL_center_last[r]-Follow))){BL_center_now[r]=Blackblock[r][k];BL_center_last[r]=BL_center_now[r];}}黑线连续性检测思想：思想：赛道的黑线是连续的，X不可能有突变实现：（X[前一场]-限制值）=X[当前]=（X[前一场]+限制值）整场黑线中心坐标计算：统计有效行数；若有效行=5，采用预测算法：1.若前一场50=X=210，则X[当前场]=X[前场]；2.若前一场X210，则赛车处于急右弯，推测当前场X=259（黑线中心已偏离到整幅图片的最右边）；3.若前一场X50，则赛车处于急左弯，推测当前场X=0（黑线中心已偏离到整幅图片的最左边）；若有效行5，用如下公式计算整场图像检测到的黑线坐标：十字交叉线的处理采用该程序结构对十字交叉线的误判率为0%起跑线的识别转向控制模块说明PWM=6700left5900middle5300right由于每行采集到260个点数据，摄像头正面照射前方整个赛道，固定义坐标X=130为赛道的中心计算Offset实现：offset=130-All_BL_center;判断是否是有效偏移思想：本次检测周期内得到的偏差应该在上次检测周期内得到的偏差附近实现：if((offset-last_offset100)||(offset-last_offset-100)){offset=last_offset;}引导线迷失设置思想：当偏移offset超过一定数值范围后，意味着车辆处于紧急弯道之中，摄像头视野已经照射到赛道之外，采集到的图像中可能提取不到有效引导线，此时需设置迷失状态（很关键）实现：if(offset=120){F_msh1=ON;}if(offset=-120){F_msh2=ON;}比例控制未迷失：now_steer_angle=8000-Kp_direct*offset;last_steer_angle=now_steer_angle;迷失：if((F_msh1==ON)||(F_msh2==ON)){now_steer_angle=last_steer_angle;}对转向控制信号滤波思想：前后两个控制周期内的转向控制信号之差应该在一定范围内实现：if((now_steer_angle-last_steer_angle)300||(now_steer_angle-last_steer_angle)-300){now_steer_angle=last_steer_angle;}速度控制模块概述两个16位的PWM端口分别控制电机的正反转依据不同的offset分段控制，依靠长时间调试确定最佳参数使用脉冲捕捉模块采集光电编码器的信号，从而计算车速，实现闭环控制速度控制思想：为了实现最快过弯控制，根据实际公路赛车经验，入弯前减速到稳定入弯速度，安全入弯后开始加速，以使出弯时获得最大出弯速度。控制律如图：速度闭环控制PWMDTY2=Base+(V_des–V_meas)*P;档位设置思想：根据不同参数的赛道（多直道、多弯道、其他复杂的情况），应该有相对应的控制策略