摘要本文完成了在灯塔控制方式下的光电导引自平衡车控制系统的软件设计。为了使小车能够实现平衡控制、赛道识别及灯塔识别，利用模块化设计思想将控制部分划分成：系统初始化模块、图像数据采集和处理模块、直立控制模块、转向控制模块、速度控制模块、人机接口模块、无线通信模块和电机驱动模块等，并对其中几大模块进行了详细设计。最后，对整个系统进行了分模块调试和系统联调，验证了软件设计的正确性。调试结果表明智能车运行状况良好，光电导引自平衡车软件设计达到了预期目标。32323
毕业论文关键词 光电导引 智能车 自平衡 软件设计
Title Software Design of Photoelectricity-guided Self-balance Vehicle Control System Under the Control of the GuidingBeacon for the Tenth Freescale Cup Intelligent CarCompetition
Abstract This paper has completed the software design of the photoelectric guidedself-balance vehicle control system, referring to the desire of the tenth NationalUndergraduate Students“ Freescale Cup ”Intelligent Car Competition. In orderthat the car can achieve balance control, track identification and beaconidentification, the modular design approach are used and the control system ispided into several modules, including system initialization module, image dataacquisition and processing module, vertical control module, direction controlmodule, speed control module, human-machine interface module, wirelesscommunication module, and electricity machine drive module. Then several modulesare designed in detail. Finally the module debugging and debugging of whole systemare completed and the correctness of the software design is verified. The debuggingresults show that the smart car is running in good condition and the software designof the photoelectricity-guided self-balance vehicle has reached the expectedtargets.
Keywords Photoelectricity-guided Intelligent Car Self-balance Softwaredesign
目 次
1 引言 1
1.1 课题研究背景及意义 1
1.2 国内外研究现状 2
1.3 2015 全国大学生“飞思卡尔”杯智能车竞赛介绍. 3
1.4 本文主要研究内容 4
2 灯塔控制方式下光电导引自平衡车控制系统总体设计 5
2.1 系统功能需求分析 5
2.2 系统总体方案设计 5
2.3 系统工作原理简介 6
2.4 本章小结 7
3 灯塔控制方式下光电导引自平衡车控制系统硬件设计概述 8
3.1 硬件电路总体组成结构 8
3.2 光电导引智能车车模 9
3.3 直流电机 9
3.4 光电编码器 9
3.5 线性 CCD 器件 10
3.6 红外接收管 10
3.7 硬件接口简介 11
3.8 本章小结 12
4 灯塔控制方式下光电导引自平衡车控制系统软件设计 13
4.1 软件总体架构设计 13
4.2 系统工作流程 13
4.3 本章小结 15
5 灯塔控制方式下光电导引自平衡车控制系统软件详细设计 16
5.1 系统初始化模块设计 16
5.2 图像数据采集与处理模块设计 17
5.3 赛道元素检测 19
5.4 直立控制模块设计 20
5.5 速度控制模块设计 22
5.6 方向控制模块设计 24
5.7 电机驱动模块设计 24
5.8 人机接口模块设计 25
5.9 蓝牙通信模块设计 26
5.10本章小结26
6灯塔控制方式下光电导引自平衡车控制系统调试27
6.1开发环境简介27
6.2系统各模块调试28
6.3系统联调31
6.4存在的问题及改进设想31
6.5本章小结31
结论32
致谢33
参考文献34
附录光电小车实物36
1 引言
1.1 课题研究背景及意义随着经济社会的高速发展和现代电子技术广泛推广，数字自动化和信息智能化在人类社会生产、生活、工作的各个方面得到越来越多的应用[1]。智能车辆的研究可以在很大程度上提高交通的运行效率，此外由于先进智能化技术的引进，乘车人员的人身安全也得到了充分的保证[2]。智能车辆系统]的研发涉及电子科技技术、传感器检测技术、信息处理技术、智能科技技术等多个领域，是一个综合性的高新科技技术结合体[3,4]。智能车辆系统不仅能够对道路障碍进行自动识别，自动报警，还能自主调节车距和车速，实现巡航。光电导引的智能车系统[3]利用光电传感器和光电检测器，实时监测车辆运行的状况，并将测量数据传送至上位机，上位机根据所检测的各种数据实现对车辆的智能控制，实现对智能车运动状态的实时控制，控制精度高，车辆灵活方便，适用于很多地方。倒立摆模型是双轮自平衡车建立的基础，自平衡车使用加速度计及陀螺仪采集车体姿态信息，通过负反馈来实现车体的直立行驶和速度方向控制[5]。双轮自平衡电动车体积小，携带方便，操作简单、行动灵活，并且绿色环保节能，在人民生活各个方面均已得到应用。 灯塔控制方式下的光电导引自平衡车控制系统软件设计:http://www.youerw.com/zidonghua/lunwen_28840.html