智能车循迹规划研究

智能车循迹规划研究＊

李芬斌，胡泊，张晨阳，侯卓越

【摘 要】以MK60DN512ZVLQ10单片机为智能车的主控制芯片，设计一种摄像头循迹智能车系统。通过对摄像头采集的图像信息进行分析处理，并结合PID控制算法对直流电机和舵机进行转速和转向的控制，实现小车循黑线准确快速稳定地行驶。【期刊名称】《科技与创新》【年(卷),期】2019(000)009【总页数】2

【关键词】智能车；循迹规划；PID控制；图像处理

随着社会的不断进步，科技水平的不断提高，智能机器人技术已经应用于各大领域中，其中智能车更是占据了主流地位。本文就此设计了一款基于单片机、摄像头模块、电源管理模块等设备的智能循迹小车。

1 系统总体设计

系统硬件设计主要分为MK60DN512ZVLQ10芯片、电源管理模块、摄像头模块、舵机驱动模块、电机驱动模块、按键、拨码开关及液晶显示模块等。系统通过摄像头采集道路信息，同时通过编码器实时获取小车速度；将采集到的图像反馈给单片机，单片机对其进行二值化处理，提取出边线，求得小车与边线的位置偏差，利用PID控制算法对舵机进行控制；根据检测的速度，对电机不断进行调整，使小车能够循线行驶，具体如图1所示。

2 系统硬件设计

2.1 主控板

主控板作为系统的核心部分，如同小车的大脑，接收各种信号并控制整个系统的运行。因此，本系统采用MK60DN512ZVLQ10芯片，其具有丰富的模拟、通信、定时和制外设、大容量的可扩展内存、较高的主频，完全满足智能车调试过程的各种需要。2.2 电机驱动模块

电机驱动模块主要通过控制电机的同速或差速来实现加速和辅助转向，本系统采用H全桥NMOS管双电机驱动模块，电源稳压电路如图2所示。两路电机驱动，模块供电电压6～10 V，控制信号3.3 V和5 V兼容，双路PWM调制，控制电机转动，MOS管采用低内阻、性能稳定的LR7843，动力十足，增加总线驱动芯片74HC08，提高信号驱动能力，同时也隔离MOS管和单片机，防止MOS损坏后灌电流过大烧坏单片机。