4．5  图像采集原理 19

4．6  图像处理原理 19

4．7  本章小结 20

5  视觉导引自平衡车控制系统软件详细设计 21

5．1  初始化模块设计 21

5．2  姿态数据读取模块设计 25

5．3  直立控制模块设计 27

5．4  速度控制模块设计 28

5．5  方向控制模块设计 29

5．6  电机控制模块设计 30

5．7  CH452软件模块设计 30

5．8  本章小结 31

6  视觉导引自平衡车控制系统调试 32

6．1  人机接口CH452模块调试 32

6．2  直立控制调试 32

6．3  直立+速度控制联合调试 33

6．4  蓝牙模块调试 34

6．5  摄像头图像采集调试与图像处理 35

6．6  所有模块联调 36

6．7  本章小结 36

结  论 37

致  谢 38

参 考 文 献 39

附录  视觉导引自平衡车智能车实物图 41

1  绪论

1．1  课题研究背景及意义

1886年，德国人卡尔·奔驰（Karl Benz）发明了汽车，已经过去了120多年[1]，提供给人们相当大的方便。然而，我们也要看到，随着市民拥有越来越多的汽车，尾气排放对环境产生的影响也越来越严重[2]。而且，不断增加的汽车数量，带来了严重的交通管制问题，许许多多的大城市居民饱受堵车之苦。因此，为了解决这一系列的问题，自20世纪80年代以来，智能车的研究开发开始得到各国的广泛重视。各国科研部门也开始尝试使用最先进的科学技术，企图解决道路交通快速发展所产生的问题[3]。在这之中，基于视觉的车辆或智能车辆的研究将会更为重要，因为在未来他们将会针对汽车交通问题，比如：事故，拥挤，污染等等，提供一个可能解决方案[4]。论文网

智能车无疑会是未来研究和投资的方向[7]，其中自主驾驶技术是智能车研究的核心技术，无论是发达国家还是发展中国家，都被放在首要发展的重要位置。在国际方面大量发展智能车技术的背景下，教育部联合飞思卡尔公司，一同举办了“飞思卡尔”杯邀请赛[8]。“飞思卡尔”智能车大赛，需要用到各种领域的专业知识，对综合能力要求高，是国内大学生赛事中规模最大、最为重要的一个。

本次研究的课题是视觉导引智能车控制系统软件设计，自平衡智能车是智能车的一种，它运动灵活、操作简单，目前已经在生产生活中有了简单的应用，比如在机场所使用的巡逻智能车，见图1.1。

图1.1  上海机场警察骑行的两轮巡逻车

1．2  国内外研究现状

由于各国的科技发展水平同智能车技术的发展水平在一定程度上存在很大联系[9]。智能车历来受到各个国家的重视，是世界车辆研究和投资的热门领域，是目前各个国家发展的重点项目[10]。因此，详细了解一下目前智能车国内外发展的现状是非常有必要的。