逆行驶摄像头智能车系统的设计与实现

编号 2014180316 研究类型 应用研究 分类号 TP27

学士学位论文（设计）

Bachelor’s Thesis

论文题目

逆行驶摄像头智能车系统的设计与实现

作者姓名

学号 郑正猛 2010118020316

机电与控制工程学院

自动化

叶梦君 讲师

2014年5月17日 所在院系 学科专业名称 导师及职称 论文答辩时间

学士学位论文（设计）诚信承诺书

目录

1 前言 ................................................................. 1

2 选题背景 ............................................................. 1

2.1 选题的意义 ............................................................................................................. 1

2.2 国内外智能小车研究现状 ..................................................................................... 2 3 系统基础理论 ........................................ 错误！未定义书签。

3.1 路径导航技术 ......................................................................................................... 2

3.2 OV6620摄像头的基本特点 .................................................................................. 3

3.3 MC9S12XS128的特点 .......................................................................................... 4

3.4 PID控制算法介绍 ................................................................................................. 5

3.5 MATLAB测试平台 ............................................................................................... 7

3.6 Codewarrior编程软件 ........................................................................................... 8

3.7 串口调试工具 ......................................................................................................... 8

4 系统硬件电路设计 ..................................................... 9

4.1 系统总体设计方案 ................................................................................................. 9

4.2 电源模块设计 ....................................................................................................... 10

4.3 OV6620摄像头电路设计 .................................................................................... 11

4.4 舵机电路设计 ....................................................................................................... 12

4.5 编码器接口电路设计 ........................................................................................... 13

4.6 电机驱动电路设计 ............................................................................................... 15

5 系统软件设计 ........................................................ 16

5.1 系统软件执行总流程图 ....................................................................................... 16

5.2 摄像头图像采集 ................................................................................................... 17

5.3 路径双导航线提取 ............................................................................................... 18

5.4 十字路口和虚线导航线提取和处理 ................................................................... 22

5.5 起跑线识别算法 ................................................................................................... 25

5.6 中心线的拟合 ....................................................................................................... 26

5.7 路径类型识别 ....................................................................................................... 27

5.8 舵机和电机控制方法 ........................................................................................... 29

6 系统测试与分析 ...................................................... 32

6.1 路径双导航线提取方法测试 ............................................................................... 32

6.2 十字路口和虚线处图像搜索和补线测试 ........................................................... 34

6.3 中心线拟合测试 ................................................................................................... 36

6.4 路径类型识别测试 ............................................................................................... 36

6.5 舵机和电机性能测试 ........................................................................................... 37

7 总结与展望 .......................................................... 39

8 参考文献 ............................................................ 40

逆行驶摄像头智能车系统的设计与实现

郑正猛（指导老师，叶梦君 讲师）

（湖北师范学院机电与控制工程学院，中国 黄石 435002）

摘 要：本文介绍了以MC9S12XS128单片机为主控制器，以OV6620数字摄像头为传

感器的智能车系统的设计与实现。论文首先介绍了选题背景和系统理论基础。然后主要介绍了智能车系统硬件设计和软件设计,在硬件设计部分，重点阐述了电源管理电路、数字摄像头接口电路、舵机接口电路和电机驱动电路的设计原理与实现；在软件设计部分，重点研究了双导航线的提取算法及十字路口与虚线识别和补线算法，在此基础上研究了路径中心线的拟合算法、路径类型识别算法、舵机控制算法和电机调速控制算法。最后，介绍了系统的测试与分析。根据系统的各种算法测试效果，选择最优算法，使小车沿着复杂多变的路径稳定快速地行驶。本智能车在第八届全国大学生智能车竞赛中取得优异的成绩。

关键词：双导航线；虚线；中心线拟合算法；路径识别算法

中图分类号：TP27

Design and Implementation of Reverse Driving Camera

Intelligent Car System

Zheng Zhengmeng（Tutor：Ye Mengjun）

(College of Mechatronics and Control Engineering, Hubei Normal University, Huangshi,

China, 435002)

Abstract : The design and implementation of the intelligent car system is presented in this

paper, which use MC9S12XS128 and digital camera OV6620 as the main controller and sensor respectively. Firstly, the backgroud and basic theroy for the intelligent car system are introduced. Secondly, the hardware design and the software design of the intelligent car system are presented in detail. In the part of the hardware design, the power management circuit, the digital camera interface circuit, the servo interface circuit and the motor drive circuit are presented in terms of design principle and implementation. In the part of the software design, the double guide line extraction