畢業(yè)設(shè)計(jì)—2015直立車設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

1、摘要本文設(shè)計(jì)的智能車系統(tǒng)以飛思卡爾公司生產(chǎn)的MK60N512ZVLQ10微控制器為核心控制單元，利用線性CCD采集賽道信息，使用軟件對采集的信息進(jìn)行二值化，提取得到賽道兩邊的黑線信息，用于賽道識別和控制；利用編碼器反饋模型車的實(shí)際速度，使用PID控制算法調(diào)節(jié)驅(qū)動電機(jī)的轉(zhuǎn)速；根據(jù)前方黑線的信息，利用偏差計(jì)算、中心引導(dǎo)線、十字彎判斷、直角彎處理等方法對圖像進(jìn)行處理，根據(jù)圖像處理得到的黑線偏差關(guān)鍵信息，通過雙電機(jī)差速控制來實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向，小車直立，

2、實(shí)現(xiàn)了對模型車運(yùn)動速度和運(yùn)動方向的閉環(huán)控制。為了提高模型車的速度和穩(wěn)定性，使用上位機(jī)、無線模塊、液晶模塊等調(diào)試工具，進(jìn)行了大量硬件與軟件測試。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案確實(shí)可行。關(guān)鍵字：MK60N512VLQ10，互補(bǔ)濾波，PID控制，圖像分析第二章兩輪直立車原理分析2.1直立行走任務(wù)分解線性CCD比賽要求車模在直立的狀態(tài)下以兩個(gè)輪子著地沿著賽道進(jìn)行比賽，相比四輪著地狀態(tài)，車?？刂频娜蝿?wù)更為復(fù)雜。為了能夠很方便找到解決問題的辦法，首先

3、將復(fù)雜的問題分解成相對簡單的問題進(jìn)行討論。為了方便分析，根據(jù)要求，假設(shè)維持車模的直立、運(yùn)行的動力全都來自于車模的兩個(gè)后車輪，后輪的轉(zhuǎn)動由兩個(gè)直流電機(jī)驅(qū)動。因此從控制角度看，由控制車模兩個(gè)電機(jī)旋轉(zhuǎn)方向及速度實(shí)現(xiàn)對車模的控制。車?？刂迫蝿?wù)可以分解成以下三個(gè)任務(wù)：（1）車模直立控制：通過控制兩個(gè)電機(jī)正反向運(yùn)動保持車模直立狀態(tài)；（2）車模速度控制：通過控制兩個(gè)電機(jī)轉(zhuǎn)速速度實(shí)現(xiàn)車模行進(jìn)控制；（3）車模轉(zhuǎn)向控制：通過控制兩個(gè)電機(jī)之間的轉(zhuǎn)動差速實(shí)現(xiàn)車

4、模轉(zhuǎn)向控制。上面三個(gè)任務(wù)是通過控制兩個(gè)直流電機(jī)來實(shí)現(xiàn)的。我們可以虛擬的假設(shè)每一個(gè)任務(wù)都是由兩個(gè)電機(jī)控制來實(shí)現(xiàn)的，他們同軸相連，分別控制車模的直立、速度、方向，如圖2.1所示。圖2.1車模運(yùn)動控制分解示意圖車模運(yùn)動控制分解示意圖上面三個(gè)任務(wù)中控制車模的直立是關(guān)鍵任務(wù)，相對于直立控制，速度控制和方向控制都是干擾上面三個(gè)任務(wù)中控制車模的直立是關(guān)鍵任務(wù)，相對于直立控制，速度控制和方向控制都是干擾因素，為了減少速度控制和方向控制的干擾，速度和方向