飞思卡尔智能车竞赛培训教程课件.ppt

飞斯卡尔单片机介绍 硬件设计的一般流程 1、确立设计需求 2、选择合理的方案 3、绘制原理图和PCB图 4、焊接、组装 5、电路调试 6、实际环境验证 软件设计的一般流程 1、确立软件需求 2、构思软件结构 3、算法设计 4、 选择硬件平台 5、编制程序 6、仿真及调试 7、软件维护 软硬件设计注意事项 1、可靠性 2、易用性 3、创新及先进性 注意事项： 工程化方法与团队精神 齐心协力，在才能上互补，共同完成目标任务的保证就在于发挥每个人的特长，并注重流程，使之产生协同效应。 法拉利车队人员各尽其责 团结就是力量! 答疑时间 欢迎大家踊跃提问 赛车的意义 汽车及车模简介 电池使用方法 赛道及比赛规则 研究项目介绍 关于电机驱动 关于舵机驱动 关于赛道检测方式 最佳路线问题 飞斯卡尔单片机介绍 软硬件设计注意事项 工程化方法与团队精神 内容点回顾 主讲:张树波 * * 用S12采集图像 采集速率： S12 AD 转换速率10bit : 7us 视频信号一行时间：64us;(有效图像时间<56) 一行有效采集像素：< 8 p/l） 垂直分辨率高：> 300线/帧 矛盾 采集速率 路径检测需要图像特点： 水平分辨率: 高； 垂直分辨率：低；3-5点 矛盾：如何解决？ 解决 采集速率- 解决方法 摄像头水平旋转90度； 水平分辨率 ?? 垂直分辨率 附加手段 采集速率- 解决方法 采用CPU 内部总线超频； < 24Mhz ? 40 – 48MHz 加快AD转换频率； 0.5-2Mhz ? 12 – 24MHz 可以将AD转换时间缩短为 1.5us 每一行有效采集像素点 > 48 规则没有限制 CPU超频 初步计算 采集速率- 解决方法 * 摄像头旋转90度； * CPU超频； 可以得到 300 × 48 分辨率图像；可以满足道路检测需要； 实际需要可以使用降低的图像分辨率： 72 × 24 即可； 资源需求 存储空间 必须存储正幅图像；这是由于将垂直分辨率转换为水平分辨率的原因； 存储空间： 每个像素存储1字节； 72 * 24 图像需要 1728字节； DG128 RAM空间为8K字节；可以满足存储需要。 同时还可以开辟双图像存储区，采集、处理同时进行； 占用资源分析 处理速度： 采集时间： 图像采集采用终端采集的方式；节省CPU处理事件； 72 * 24 分辨率下：只对于其中的1/4行进行图像采集。CPU花费在图像采集上的时间少于 总时间1/4。其余的时间用于图像处理、控制等运算； 图像处理 处理速度 优化图像路径参数检测算法，算法时间小于 20ms。 图像：黑白色，检测中心算法简单； 可以适当增加些动态亮度补偿算法；满足路径参数检测速度要求； 工作电源 CCD工作电源 12V; 使用PWM 斩波升压电路得到12V电源； 这不违反比赛规则； 禁止使用DC-DC升压电路为驱动电机 以及舵机提供动力； 实现方案和试验结果 系统框图 连接CPU CPU最小系统 连接CPU 实现方案和试验结果 CPU最小系统 PAD02 ? 视频信号 IRQ ? 视频行同步信号 PM1 ? 奇偶场信号 PWM2 ? 12V 斩波升压开关信号； PWM0,1 ? 电极控制PWM信号； PWM4 ? 舵机控制信号； PAD0,1 ? 电池电压，12V电压监测； 视频匹配电路 视频信号同部分离电路 实现方案和试验结果 注意：视频信号不经过直流隔离进入AD转换器； 升压供电电路 12V 斩波升压电路 实现方案和试验结果 电源电路 实现方案和试验结果 试验版 试验车 例图1 12 of18 例图2 例图3 例图4 例图5 用摄像头的缺点 CCD相对昂贵； 占用RAM比较多； 道路检测速率受到限制；< 50Hz 检测有一定的延时（1/50）秒； 附注电路较多：12V, LM1881等； 后续问题 开发有效路径参数算法； 摄像头安装与固定，为之比较的高； 摄像头镜头设计； 混合检测方法：光电管+ CCD; 多个CCD; 赛道检测小结 方法核心内容 摄像头旋转90度。水平分辨率??垂直分辨率； 适当CPU 超频； 有效路径检测算法； 该方法也可以在一些粗分辨率视频监视中进行应用； 最佳路线问题 最佳路线问题 基于虚拟仪器技术的智能车仿真系统 特点： 赛道与赛车环境模拟 控制算法的仿真验证 路径识别的方案分析 离线/在线仿真相结合 基 本 构 架 赛道设计界面 最佳路线问