智能车培训软件设计学习教案.pptx
会计学1智能智能(zh nn)车培训软件设计车培训软件设计第一页，共30页。西北工业大学智能(zh nn)车协会2023/2/262问题问题(wnt)1：智能车最终实现了什么(shn me)？或做了哪些动作？第1页/共30页第二页，共30页。西北工业大学智能(zh nn)车协会2023/2/263问题问题(wnt)2：为什么说智能(zh nn)车“智能(zh nn)”？“智能(zh nn)”的程度？第2页/共30页第三页，共30页。西北工业大学智能(zh nn)车协会2023/2/264智能智能智能智能(zh nn(zh nn)车的组成：车的组成：车的组成：车的组成：软件(run jin)硬件硬件机械机械第3页/共30页第四页，共30页。西北工业大学智能(zh nn)车协会2023/2/265第4页/共30页第五页，共30页。西北工业大学智能(zh nn)车协会2023/2/266第5页/共30页第六页，共30页。西北工业大学智能(zh nn)车协会2023/2/267第6页/共30页第七页，共30页。西北工业大学智能(zh nn)车协会2023/2/268硬件硬件(yn(yn jin)jin)系统系统结构结构(CCD)(CCD)第7页/共30页第八页，共30页。西北工业大学智能(zh nn)车协会2023/2/269软件设计软件设计n n1 初始化 基础n n2 道路(dol)信息的采集准备n n3 道路(dol)信息的提取难点n n4 方向的控制关键（1）n n5 速度的控制关键（2）第8页/共30页第九页，共30页。西北工业大学智能(zh nn)车协会2023/2/2610整体整体整体整体(zhngt(zhngt)流流流流程程程程初始化信息采集信息处理舵机控制电机控制停车判断停车第9页/共30页第十页，共30页。西北工业大学智能(zh nn)车协会2023/2/26111 初始初始化化n n了解XS128各个模块(m kui)的功能，能够正确 初始化各个模块(m kui)，让芯片处在正常工作状态。第10页/共30页第十一页，共30页。西北工业大学智能(zh nn)车协会2023/2/26121 初始初始化化第11页/共30页第十二页，共30页。西北工业大学智能(zh nn)车协会2023/2/2613n n（1）时钟(shzhng)模块n n（2）I/O模块n n（3）ECT模块n n（4）AD模块n n（5）PWM模块1 初始初始化化第12页/共30页第十三页，共30页。西北工业大学智能(zh nn)车协会2023/2/2614n n时钟(shzhng)初始化1 初始初始化化REFDV=1;SYNR=5;/总线时钟=16MHz*(SYNR+1)/(REFDV+1)=48MHzwhile(CRGFLG_LOCK=0);/等待(dngdi)VCO达到稳定 CLKSEL=0 x80;/打开PLL第13页/共30页第十四页，共30页。西北工业大学智能(zh nn)车协会2023/2/2615n nI/O初始化1 初始初始化化DDRT=0;/测速接口PT7设置为输入(shr)DDRH=0 x00;/场同步接口PH1设置输入(shr)DDRB=0 xFF;/调试灯B口设置输出DDRK=0 xC0;/拨码开关设置输入(shr)PORTK_PK7=0;第14页/共30页第十五页，共30页。西北工业大学智能(zh nn)车协会2023/2/2616n n ECT初始化1 初始初始化化TIOS=0 x0F;/0-3通道设置为输出(shch)比较，4-7通道设置为输入捕捉TIE=0;/初始化时,屏蔽所有通道的中断TSCR2=0 x04;/溢出中断，计时器频率由总线频 率16分频得到=3.125MHzTCTL3=0 x40;/检测上升沿TSCR1=0 x80;/启动ECT模块及计数器 IRQCR=0;第15页/共30页第十六页，共30页。西北工业大学智能(zh nn)车协会2023/2/2617n n AD初始化1 初始初始化化ATD0CTL1=0 x00;/7:1-外部触发,65:00-8位精度,4:放 电,3210:chATD0CTL2=0 x40;/禁止外部触发,中断禁止 ATD0CTL3=0 x08;/左对齐无符号,每次转换1个序列,No FIFO,Freeze模式下继续(jx)转 ATD0CTL4=0 x00;/765:采样时间为4个AD时钟周期，ATDClock=BusClock*0.5/PRS+1ATD0CTL5=0 x00;ATD0DIEN=0 x00;/禁止数字输入 第16页/共30页第十七页，共30页。西北工业大学智能(zh nn)车协会2023/2/2618n n PWM初始化1 初始初始化化PWMCTL=0 xF0;/将PWM4和PWM5合成16位，PWM01合并，PWM23合并，PWM67合并PWMPRCLK=0 x33;/时钟A=时钟B=bus clock/8=50M/8=6.25MPWMSCLA=0 x01;/时钟SA=时钟A/2/1=3.125MPWMSCLB=0 x01;/时钟SB=时钟B/2/1=3.125MPWMCLK=0 xF0;/时钟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(suyu)通道位极限为 1PWMCAE=0 x00;/所有(suyu)通道左对齐 PWMPER01=625;/电机正转频率为 6.25MHz/625=10KHzPWMDTY01=0;/电机正转初值赋 0PWMPER23=625;/电机反转频率为 6.25MHz/625=10KHzPWMDTY23=0;/电机反转初值赋 0PWMPER67=62500;/舵机频率为 3.125MHz/62500=50HzPWMDTY67=4820;/舵机初值居中PWME=0 xFF;/启动PWM第17页/共30页第十八页，共30页。西北工业大学智能(zh nn)车协会2023/2/26192 道路信息道路信息(xnx)的采的采集集n n将当前的道路实际信息正确采集。n n理解信息采集的原理，通过编程实践(shjin)能够正确采集跑道信息。第18页/共30页第十九页，共30页。西北工业大学智能(zh nn)车协会2023/2/26202 道路信息道路信息(xnx)的采的采集集n n(1)传感器的选择n n稳定(wndng)、合适n n摄像头：第19页/共30页第二十页，共30页。西北工业大学智能(zh nn)车协会2023/2/26212 道路信息道路信息(xnx)的的采集采集n n光电：发射器和接收器n n电磁(dinc)：电感线圈和干簧管第20页/共30页第二十一页，共30页。西北工业大学智能(zh nn)车协会2023/2/26222 道路道路(dol)信信息的采集息的采集n n(2)采集的基本原理n n a 摄像头组采集的是一幅(y f)图像，二维。以视频的制式进行采集，n个点组成一行，m行组成一幅(y f)图像，每点有一个灰度值，构成一个二维点阵。n n 第21页/共30页第二十二页，共30页。西北工业大学智能(zh nn)车协会2023/2/26232 道路道路(dol)信信息的采集息的采集(2)采集的基本原理 b 光电组和电磁组采集的是一行点，一维。采集到的道路信息比较少，依靠光电接收器和电感线圈来采集信息，AD对光电管或电感线圈的电压(diny)值进行转换将模拟信号转化为数字信号处理。第22页/共30页第二十三页，共30页。西北工业大学智能(zh nn)车协会2023/2/26243 道路信道路信息息(xnx)的提取的提取n n黑线(hi xin)提取：采用相应算法正确提取黑线(hi xin)n n（铜导线）n n的位置。第23页/共30页第二十四页，共30页。西北工业大学智能(zh nn)车协会2023/2/26253 道路信息道路信息(xnx)的提的提取取n n摄像头组：n n基本的思路（只是一种方法）：n n（1）从图像的首行（距离车模最近的一行）n n开始搜索提取；n n（2）在前几行将黑线的位置确定下来（注意各种特殊的情况）；n n（3）采用边缘扩展法提取剩余(shngy)行的黑线（要注意处理斜十字叉等）。第24页/共30页第二十五页，共30页。西北工业大学智能(zh nn)车协会2023/2/26263 道路道路(dol)信信息的提取息的提取n n光电组和电磁组：n n由于采集到的信息只是一行点，信息n n比较少，要求(yoqi)能够准确的将黑线提取出来，n n提高抗外界干扰的能力。n n基本方法：n n一般采用归一化手段来处理。先求出一个归一化的参考阈值，然后对多有点进行归一化后的自动阈值选取。第25页/共30页第二十六页，共30页。西北工业大学智能(zh nn)车协会2023/2/26274 方向方向(fngxing)的控的控制制n n通过控制舵机的转向，来改变小车的行驶n n方向(fngxing)，实现不同的路径（优化路径或路程最短）。n n摄像头组：n n一般采用PID控制、模糊控制进行舵机控制，将点块划分模糊化，减少小车的抖动。可以对不同的路径采用差异化处理，实现路径的优化。n n光电组和电磁组：n n一般使用PID控制，尽量减少小车的抖动。由于前瞻比较近，路径优化比较困难。第26页/共30页第二十七页，共30页。西北工业大学智能(zh nn)车协会2023/2/26285 速度速度(sd)的控制的控制n n一般情况，根据舵机的控制量及其变化(binhu)量n n来控制电机，通过加减速，实现小车的高速n n平滑行驶。n n测速：获得当前小车的速度。n n基本策略：n nBang-Bang控制：使用很大的加速度进行加减速，加减速度快。n nPID控制：通过公式计算，进行加减速，速度控制比较平滑。第27页/共30页第二十八页，共30页。西北工业大学智能(zh nn)车协会2023/2/2629补充补充(bchng)：停车的：停车的实现实现n n小车完成一圈比赛后需要在起跑线附近停n n车，这就要求(yoqi)进行起跑线识别。第28页/共30页第二十九页，共30页。2023/2/26西北工业大学智能(zh nn)车协会30第29页/共30页第三十页，共30页。
