智能車培訓(xùn)軟件設(shè)計(jì)PPT課件

1、西北工業(yè)大學(xué)智能車協(xié)會(huì)2021-11-21問題問題1：智能車最終實(shí)現(xiàn)了什么？或做了哪些動(dòng)作？第1頁/共30頁西北工業(yè)大學(xué)智能車協(xié)會(huì)2021-11-22問題問題2：為什么說智能車“智能”？“智能”的程度？第2頁/共30頁西北工業(yè)大學(xué)智能車協(xié)會(huì)2021-11-23智能車的組成：智能車的組成：軟件硬件硬件機(jī)械機(jī)械第3頁/共30頁西北工業(yè)大學(xué)智能車協(xié)會(huì)2021-11-24第4頁/共30頁西北工業(yè)大學(xué)智能車協(xié)會(huì)2021-11-25第5頁/共30頁西北工業(yè)大學(xué)智能車協(xié)會(huì)2021-11-26第6頁/共30頁西北工業(yè)大學(xué)智能車協(xié)會(huì)2021-11-27硬件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)硬件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)(CCD)(CCD)第7頁/共30頁

2、西北工業(yè)大學(xué)智能車協(xié)會(huì)2021-11-28軟件設(shè)計(jì)軟件設(shè)計(jì) 1 初始化 基礎(chǔ) 2 道路信息的采集準(zhǔn)備 3 道路信息的提取難點(diǎn) 4 方向的控制關(guān)鍵（1） 5 速度的控制關(guān)鍵（2）第8頁/共30頁西北工業(yè)大學(xué)智能車協(xié)會(huì)2021-11-29整體流程整體流程初始化信息采集信息處理舵機(jī)控制電機(jī)控制停車判斷停車第9頁/共30頁西北工業(yè)大學(xué)智能車協(xié)會(huì)2021-11-2101 初始化初始化 了解XS128各個(gè)模塊的功能，能夠正確 初始化各個(gè)模塊，讓芯片處在正常工作狀態(tài)。第10頁/共30頁西北工業(yè)大學(xué)智能車協(xié)會(huì)2021-11-2111 初始化初始化第11頁/共30頁西北工業(yè)大學(xué)智能車協(xié)會(huì)2021-11-212

3、（1） 時(shí)鐘模塊 （2） I/O模塊 （3） ECT模塊 （4） AD模塊 （5） PWM模塊1 初始化初始化第12頁/共30頁西北工業(yè)大學(xué)智能車協(xié)會(huì)2021-11-213 時(shí)鐘初始化1 初始化初始化REFDV=1;SYNR=5; /總線時(shí)鐘=16MHz*(SYNR+1)/(REFDV+1)=48MHzwhile( CRGFLG_LOCK=0); /等待VCO達(dá)到穩(wěn)定 CLKSEL=0 x80; /打開PLL第13頁/共30頁西北工業(yè)大學(xué)智能車協(xié)會(huì)2021-11-214 I/O初始化1 初始化初始化DDRT=0; /測速接口PT7設(shè)置為輸入DDRH=0 x00; /場同步接口PH1設(shè)置輸入DD

4、RB=0 xFF; /調(diào)試燈B口設(shè)置輸出DDRK=0 xC0; /撥碼開關(guān)設(shè)置輸入PORTK_PK7=0;第14頁/共30頁西北工業(yè)大學(xué)智能車協(xié)會(huì)2021-11-215 ECT初始化1 初始化初始化TIOS=0 x0F; /0-3通道設(shè)置為輸出比較， 4-7通道設(shè)置為輸入捕捉TIE=0; /初始化時(shí),屏蔽所有通道的中斷TSCR2=0 x04; /溢出中斷，計(jì)時(shí)器頻率由總線頻 率16分頻得到=3.125MHzTCTL3=0 x40; /檢測上升沿TSCR1=0 x80; /啟動(dòng)ECT模塊及計(jì)數(shù)器 IRQCR=0;第15頁/共30頁西北工業(yè)大學(xué)智能車協(xié)會(huì)2021-11-216 AD初始化1 初始化

5、初始化ATD0CTL1=0 x00; /7:1-外部觸發(fā),65:00-8位精度,4:放 電,3210:chATD0CTL2=0 x40; /禁止外部觸發(fā), 中斷禁止 ATD0CTL3=0 x08; /左對(duì)齊無符號(hào),每次轉(zhuǎn)換1個(gè)序列, No FIFO, Freeze模式下繼續(xù)轉(zhuǎn) ATD0CTL4=0 x00; /765:采樣時(shí)間為4個(gè)AD時(shí)鐘周期，ATDClock=BusClock*0.5/PRS+1ATD0CTL5=0 x00; ATD0DIEN=0 x00; /禁止數(shù)字輸入 第16頁/共30頁西北工業(yè)大學(xué)智能車協(xié)會(huì)2021-11-217 PWM初始化1 初始化初始化PWMCTL=0 xF0;

6、 /將PWM4和PWM5合成16位，PWM01合并，PWM23合并，PWM67合并PWMPRCLK=0 x33; /時(shí)鐘A=時(shí)鐘B=bus clock/8=50M/8=6.25MPWMSCLA=0 x01; /時(shí)鐘SA=時(shí)鐘A/2/1=3.125MPWMSCLB=0 x01; /時(shí)鐘SB=時(shí)鐘B/2/1=3.125MPWMCLK=0 xF0; /時(shí)鐘A控制PWM0和PWM1，B控制PWM2和 PWM3，SA控制PWM4和PWM5，SB控制PWM6和PWM7PWMPOL=0 xFF; /所有通道位極限為1PWMCAE=0 x00; /所有通道左對(duì)齊 PWMPER01=625; /電機(jī)正轉(zhuǎn)頻率為6

7、.25MHz/625=10KHzPWMDTY01=0; /電機(jī)正轉(zhuǎn)初值賦0PWMPER23=625; /電機(jī)反轉(zhuǎn)頻率為6.25MHz/625=10KHzPWMDTY23=0; /電機(jī)反轉(zhuǎn)初值賦0PWMPER67=62500; /舵機(jī)頻率為3.125MHz/62500=50HzPWMDTY67=4820; /舵機(jī)初值居中PWME=0 xFF; /啟動(dòng)PWM第17頁/共30頁西北工業(yè)大學(xué)智能車協(xié)會(huì)2021-11-2182 道路信息的采集道路信息的采集 將當(dāng)前的道路實(shí)際信息正確采集。 理解信息采集的原理，通過編程實(shí)踐能夠正確采集跑道信息。第18頁/共30頁西北工業(yè)大學(xué)智能車協(xié)會(huì)2021-11-219

8、2 道路信息的采集道路信息的采集 (1) 傳感器的選擇穩(wěn)定、合適 攝像頭：第19頁/共30頁西北工業(yè)大學(xué)智能車協(xié)會(huì)2021-11-2202 道路信息的采集道路信息的采集 光電：發(fā)射器和接收器 電磁：電感線圈和干簧管第20頁/共30頁西北工業(yè)大學(xué)智能車協(xié)會(huì)2021-11-2212 道路信息的采集道路信息的采集 (2) 采集的基本原理 a 攝像頭組采集的是一幅圖像，二維。以視頻的制式進(jìn)行采集，n個(gè)點(diǎn)組成一行，m行組成一幅圖像，每點(diǎn)有一個(gè)灰度值，構(gòu)成一個(gè)二維點(diǎn)陣。第21頁/共30頁西北工業(yè)大學(xué)智能車協(xié)會(huì)2021-11-2222 道路信息的采集道路信息的采集(2) 采集的基本原理 b 光電組和電磁組采

9、集的是一行點(diǎn)，一維。采集到的道路信息比較少，依靠光電接收器和電感線圈來采集信息，AD對(duì)光電管或電感線圈的電壓值進(jìn)行轉(zhuǎn)換將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)處理。第22頁/共30頁西北工業(yè)大學(xué)智能車協(xié)會(huì)2021-11-2233 道路信息的提取道路信息的提取 黑線提?。翰捎孟鄳?yīng)算法正確提取黑線（銅導(dǎo)線）的位置。第23頁/共30頁西北工業(yè)大學(xué)智能車協(xié)會(huì)2021-11-2243 道路信息的提取道路信息的提取 攝像頭組：基本的思路（只是一種方法）：（1）從圖像的首行（距離車模最近的一行）開始搜索提??；（2）在前幾行將黑線的位置確定下來（注意各種特殊的情況）；（3）采用邊緣擴(kuò)展法提取剩余行的黑線（要注意處理斜十字叉等

10、）。第24頁/共30頁西北工業(yè)大學(xué)智能車協(xié)會(huì)2021-11-2253 道路信息的提取道路信息的提取 光電組和電磁組：由于采集到的信息只是一行點(diǎn)，信息比較少，要求能夠準(zhǔn)確的將黑線提取出來，提高抗外界干擾的能力?；痉椒ǎ阂话悴捎脷w一化手段來處理。先求出一個(gè)歸一化的參考閾值，然后對(duì)多有點(diǎn)進(jìn)行歸一化后的自動(dòng)閾值選取。第25頁/共30頁西北工業(yè)大學(xué)智能車協(xié)會(huì)2021-11-2264 方向的控制方向的控制 通過控制舵機(jī)的轉(zhuǎn)向，來改變小車的行駛方向，實(shí)現(xiàn)不同的路徑（優(yōu)化路徑或路程最短）。 攝像頭組：一般采用PID控制、模糊控制進(jìn)行舵機(jī)控制，將點(diǎn)塊劃分模糊化，減少小車的抖動(dòng)?？梢詫?duì)不同的路徑采用差異化處理，實(shí)現(xiàn)路徑的優(yōu)化。 光電組和電磁組：一般使用PID控制，盡量減少小車的抖動(dòng)。由于前瞻比較近，路徑優(yōu)化比較困難。第26頁/共30頁西北工業(yè)大學(xué)智能車協(xié)會(huì)2021-11-2275 速度的控制速度的控制 一般情況，根據(jù)舵機(jī)的控制量及其變化量來控制電機(jī)，通過加減速，實(shí)現(xiàn)小車的高速平滑行駛。 測速：獲得當(dāng)前小車的速度。 基本策略：Bang-Bang控制：使用很大的加速度進(jìn)行加減速，加減速度快。PID控制：通過公式計(jì)算，進(jìn)行加減速