亚洲免费av电影一区二区三区,日韩爱爱视频,51精品视频一区二区三区,91视频爱爱,日韩欧美在线播放视频,中文字幕少妇AV,亚洲电影中文字幕,久久久久亚洲av成人网址,久久综合视频网站,国产在线不卡免费播放

        ?

        信標(biāo)系統(tǒng)及智能車硬件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)研究

        2017-04-15 23:21:18三江學(xué)院電子信息工程學(xué)院孫肖林花懷海李成誠(chéng)沙珊珊
        電子世界 2017年11期
        關(guān)鍵詞:車模信標(biāo)穩(wěn)壓

        三江學(xué)院電子信息工程學(xué)院 孫肖林 花懷海 楊 焜 李成誠(chéng) 沙珊珊

        信標(biāo)系統(tǒng)及智能車硬件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)研究

        三江學(xué)院電子信息工程學(xué)院 孫肖林 花懷海 楊 焜 李成誠(chéng) 沙珊珊

        第十一屆全國(guó)大學(xué)生“恩智浦杯”智能車競(jìng)賽中新增了信標(biāo)越野組,要求信標(biāo)系統(tǒng)能夠檢測(cè)到小車是否靠近信標(biāo),若小車靠近信標(biāo)則熄滅當(dāng)前信標(biāo)并點(diǎn)亮下一個(gè)信標(biāo),最后根據(jù)小車完成任務(wù)的時(shí)間作為比賽結(jié)果。本文根據(jù)以上要求針對(duì)信標(biāo)系統(tǒng)設(shè)計(jì)了一套解決方案,通過信標(biāo)周圍的線圈檢測(cè)小車是否靠近,單片機(jī)根據(jù)線圈反饋的信號(hào)給3-8線譯碼器輸出地址信號(hào),控制相應(yīng)的信標(biāo)亮或滅。該方案原理易懂,設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單,能夠滿足賽前小車調(diào)試的需求和大賽要求。智能車系統(tǒng)以K60FN為核心控制單元,通過定位眼攝像頭檢測(cè)場(chǎng)地信息,軟件對(duì)圖像進(jìn)行二值化處理,進(jìn)而根據(jù)一系列算法提取信標(biāo)位置信息;利用位置式PID調(diào)節(jié)舵機(jī)角度;通過編碼器檢測(cè)車模的實(shí)時(shí)速度,使用增量式PID調(diào)節(jié)電機(jī)的轉(zhuǎn)速;實(shí)現(xiàn)了對(duì)智能車運(yùn)動(dòng)速度和運(yùn)動(dòng)方向的閉環(huán)控制。

        智能車競(jìng)賽;信標(biāo);電磁感應(yīng);智能車

        引言

        我國(guó)從上世紀(jì)80年代開始研究汽車的無(wú)人駕駛技術(shù),國(guó)內(nèi)多所高校都有無(wú)人駕駛汽車的研究項(xiàng)目,并且已經(jīng)取得了階段性成果。對(duì)智能化車輛控制系統(tǒng)開發(fā)相當(dāng)于延伸了駕駛員的視覺等感知功能,擴(kuò)展了駕駛員的執(zhí)行控制功能,增加了道路交通安全。本文根據(jù)單片機(jī)以及電路資源,編寫程序,實(shí)現(xiàn)攝像頭識(shí)別信標(biāo),并通過信標(biāo)位置,實(shí)現(xiàn)舵機(jī)轉(zhuǎn)向以及電機(jī)轉(zhuǎn)速的控制,以及實(shí)現(xiàn)在尋找信標(biāo)過程中的避障功能。

        1.信標(biāo)設(shè)計(jì)的主要任務(wù)

        1.1 發(fā)射信號(hào)要求

        每個(gè)信標(biāo)都要求發(fā)射一定頻率的紅光和紅外光信號(hào),紅光信號(hào)的閃爍頻率為10Hz,紅外光信號(hào)的閃爍率為40kHz。

        1.2 信號(hào)檢測(cè)

        比賽規(guī)定當(dāng)小車上的磁鐵進(jìn)入以信標(biāo)為圓心的直徑45厘米的圓的范圍內(nèi)時(shí),認(rèn)為小車已到達(dá)該信標(biāo)。通過信標(biāo)周圍的線圈和相應(yīng)電路,當(dāng)小車進(jìn)入范圍時(shí),線圈會(huì)反饋給單片機(jī)信號(hào),完成檢測(cè)。

        1.3 比賽過程計(jì)時(shí)

        比賽場(chǎng)地上共有5個(gè)信標(biāo),當(dāng)小車上磁鐵進(jìn)入以信標(biāo)為圓心的直徑45cm的圓的范圍內(nèi)時(shí),當(dāng)前信標(biāo)熄滅,同時(shí)下一個(gè)信標(biāo)點(diǎn)亮。要求信標(biāo)系統(tǒng)記錄第一信標(biāo)點(diǎn)亮到第五個(gè)信標(biāo)熄滅的時(shí)間,作為比賽成績(jī)。

        2.信標(biāo)系統(tǒng)各部分功能實(shí)現(xiàn)

        2.1 硬件電路概述

        信標(biāo)由7大電路組成,分別為穩(wěn)壓電路,信標(biāo)選擇電路,LED電源開關(guān)電路,頻率發(fā)生電路,恒流源電路,車模靠近檢測(cè)電路和信號(hào)調(diào)理電路。

        2.2 穩(wěn)壓電路

        信標(biāo)由12V直流電壓供電,使用了多款芯片,每款芯片都有相應(yīng)的工作電壓,穩(wěn)壓電路的作用是為電路里的芯片提供相應(yīng)的工作電壓,穩(wěn)壓電路分為5V穩(wěn)壓電路和3.3V穩(wěn)壓電路。

        1)電路組成:AMS1117-3.3,AMS1117-5.0 ,電解電容;2)作用:將輸入的12V直流電壓穩(wěn)壓輸出為3.3V和5V;

        2.3 信標(biāo)選擇電路

        整個(gè)系統(tǒng)由5個(gè)信標(biāo)組成,我們的方案是使用3-8線譯碼器選擇點(diǎn)亮和熄滅相應(yīng)信標(biāo),由單片機(jī)提供譯碼器地址信號(hào)。

        1)電路組成:74HC138,多路選擇開關(guān);

        2)作用:根據(jù)單片機(jī)輸入的地址信號(hào),選擇點(diǎn)亮相應(yīng)的信標(biāo)。

        2.4 LED電源開關(guān)電路

        單片機(jī)選擇點(diǎn)亮相應(yīng)的信標(biāo),則該信標(biāo)的74HC138芯片輸出低電平,該低電平使得開關(guān)電路導(dǎo)通為L(zhǎng)ED供電。

        1)電路組成:12V繼電器 ,NPN三極管S8050,電阻;2)作用:當(dāng)輸入端輸入的為高電平時(shí),繼電器不導(dǎo)通,輸出端斷路沒有電壓;當(dāng)輸入端輸入的為低電平時(shí),繼電器導(dǎo)通,輸出端輸出電源電壓,故其類似于一個(gè)開關(guān)。

        2.5 頻率發(fā)生電路

        信標(biāo)要求能夠發(fā)出10Hz的紅光和40KHz的紅外光,頻率發(fā)生電路為L(zhǎng)ED提供相應(yīng)頻率。

        1)電路組成如圖2-4:NE555,電阻,電容;2)作用:由NE555和相應(yīng)的電阻電容組成一個(gè)多諧振蕩器電路,分別輸出10Hz和40KHz的方波。

        2.6 恒流源電路

        該電路以頻率發(fā)生電路的輸出信號(hào)作為其輸入信號(hào),其作用是給串聯(lián)的LED發(fā)光二極管陣列提供恒定的電流以保證其發(fā)射穩(wěn)定高亮的信號(hào),使其能夠給車模提供穩(wěn)定的檢測(cè)信號(hào)。

        1)電路組成:NPN三極管S8050,LED,電阻;2)作用:為L(zhǎng)ED發(fā)光二極管陣列提供恒定電流,同時(shí)實(shí)現(xiàn)頻率閃爍。

        2.7 車模靠近檢測(cè)電路

        車模上安裝有磁鐵,當(dāng)車模上的磁鐵靠近以信標(biāo)為圓心的直徑為45cm的圓的范圍內(nèi)時(shí),根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律,信標(biāo)周圍的線圈會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),該電路的作用就是檢測(cè)微弱的電磁感應(yīng)信號(hào)。

        1)電路組成:LMV321,線圈,電阻,電容;2)作用:將微弱的電磁感應(yīng)信號(hào)放大。

        2.8 信號(hào)調(diào)理電路

        檢測(cè)到的電磁感應(yīng)信號(hào)為小信號(hào),電壓只有二十毫伏左右,信號(hào)調(diào)理電路的作用是將檢測(cè)到的微弱的小信號(hào)放大,并調(diào)理為單片機(jī)能夠檢測(cè)到的信號(hào)。

        1)電路組成:LM358,NE555,電阻,電容;2)作用:將檢測(cè)電路輸出的小信號(hào)放大,再經(jīng)過由NE555組成的施密特觸發(fā)器,輸出可供單片機(jī)檢測(cè)的調(diào)理信號(hào)。

        3.智能車系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

        系統(tǒng)硬件電路的設(shè)計(jì)目標(biāo)為:可靠、高效、簡(jiǎn)潔。

        3.1 決策模塊

        系統(tǒng)采用Freescale公司32位Kinetis (ARM? Cortex?‐M4)核心控制器 K60FN為主控芯片,對(duì)采集的信號(hào)進(jìn)行分析和處理,再根據(jù)信號(hào)對(duì)電機(jī)和舵機(jī)進(jìn)行有效控制,以及 LCD 顯示、編碼器以及紅外測(cè)距模塊的共同作用,實(shí)現(xiàn)信標(biāo)導(dǎo)引,完成定向運(yùn)動(dòng)。

        K60FN單片機(jī)CPU屬于增強(qiáng)型32位CPU,主頻200 MHz,片內(nèi)512 K Flash ROM;片內(nèi)64 K RAM,3個(gè)異步串口模塊;3個(gè) IIC 模塊;8通道12位模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換(ADC);4通道直接存取訪問模塊。2個(gè)16位周期中斷定時(shí)器。資源豐富,功能強(qiáng)大。

        3.2 系統(tǒng)電源設(shè)計(jì)

        電源設(shè)計(jì)中主要考慮到需要的電壓和電流。系統(tǒng)需要的電源包括3.3V,5V,6V,7.2V等。

        5V穩(wěn)壓模塊,使用TPS7350,優(yōu)點(diǎn)是輸出電壓精度高,輸出噪聲低,壓差低。

        3.3 V穩(wěn)壓模塊,使用AMS1117,其線性度較好且價(jià)格便宜,效率高,適用于單片機(jī)供電。

        6V穩(wěn)壓模塊,使用LM1084ADJ,由電池電壓通過LM1084穩(wěn)定在6 V。

        3.3 傳感器模塊

        3.3.1 攝像頭

        攝像頭的選取必須慎重,既要保證圖像質(zhì)量好,滿足后續(xù)處理和賽道識(shí)別的要求,又要考慮到單片機(jī)采集和處理的能力。對(duì)于單片機(jī)來(lái)說(shuō),攝像頭的分辨率不是越高越好。因?yàn)檫@樣只會(huì)徒增單片機(jī)的負(fù)擔(dān)。綜合考慮,最終決定使用CMOS定位眼攝像頭。

        3.3.2 編碼器

        為了使車模平穩(wěn)地運(yùn)行,車速要與舵機(jī)配合。因此需要檢測(cè)實(shí)時(shí)速度,并需要不斷調(diào)整速度。最終采用500 線歐姆龍編碼器對(duì)電機(jī)進(jìn)行測(cè)速,該編碼器的分辨率為 500 P/R。

        3.4 驅(qū)動(dòng)電路

        采用BTN7971來(lái)設(shè)計(jì)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路。此驅(qū)動(dòng)電路是經(jīng)典的H橋控制電路,通過轉(zhuǎn)換電機(jī)中電流的方向,使電機(jī)達(dá)到正反轉(zhuǎn)的目的。

        4.總結(jié)

        本文主要介紹了基于定位眼攝像頭智能車的軟件設(shè)計(jì)方案,包括硬件電路設(shè)計(jì)及改進(jìn)和軟件的設(shè)計(jì)及創(chuàng)新。在設(shè)計(jì)和制作車模的過程中,翻閱了大量的書籍和資料,并仔細(xì)閱讀了相關(guān)技術(shù)報(bào)告,結(jié)合前人的經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行了創(chuàng)新,并且取得了一定的成果。

        但是整個(gè)系統(tǒng)還需要改進(jìn):1.硬件結(jié)構(gòu)可以進(jìn)一步簡(jiǎn)化;2.速度策略過于簡(jiǎn)單,創(chuàng)新性有待提高。

        [1]童詩(shī)白,華成英.模擬電子技術(shù)基[M].北京.高等教育出版社,2000.

        [2]邵貝貝.單片機(jī)嵌入式應(yīng)用的在線開發(fā)方法[M].北京:清華大學(xué)出版社,2004.

        [3]胡壽松.自動(dòng)控制原理(第六版)[M].科學(xué)出版社,2014.

        [4]卓晴,魯暢,金浩哲.信標(biāo)組裁判系統(tǒng)原理與實(shí)現(xiàn)[J].設(shè)計(jì)應(yīng)用_測(cè)試測(cè)量,2016年06期.

        猜你喜歡
        車模信標(biāo)穩(wěn)壓
        潮玩車模精準(zhǔn)吸引“Z世代”
        玩具世界(2020年6期)2020-12-06 05:55:22
        RFID電子信標(biāo)在車-地聯(lián)動(dòng)控制系統(tǒng)中的應(yīng)用
        車展,沒有車模看什么
        基于T型連接變壓器的異步發(fā)電機(jī)穩(wěn)壓穩(wěn)頻控制
        廣西電力(2016年6期)2016-07-10 12:03:37
        基于遲滯比較器的雙閾值穩(wěn)壓供電控制電路
        基于信標(biāo)的多Agent系統(tǒng)的移動(dòng)位置研究
        基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制穩(wěn)壓系統(tǒng)在ICPT中的應(yīng)用
        基于DSP的穩(wěn)壓控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)
        無(wú)姿態(tài)補(bǔ)償?shù)乃滦艠?biāo)絕對(duì)位置傳遞研究
        水道港口(2015年1期)2015-02-06 01:25:45
        汽車模型成收藏新寵
        精品亚洲一区二区区别在线观看 | 亚洲中文字幕久爱亚洲伊人| 亚洲美女主播一区二区| 日本九州不卡久久精品一区| 男人扒开添女人下部免费视频 | 亚洲日韩欧美一区二区三区| 毛片色片av色在线观看| 免费亚洲一区二区三区av| 日韩欧美人妻一区二区三区| 91视频免费国产成人| 青青草视频在线你懂的| 美丽的小蜜桃在线观看| 一夲道无码人妻精品一区二区| 国产99在线视频| 国产极品嫩模大尺度在线播放| av剧情演绎福利对白| 伊人久久久精品区aaa片| 亚洲AV无码精品色欲av| 国产av精品久久一区二区| www夜插内射视频网站| 午夜亚洲www湿好爽| 色综合色综合久久综合频道| 日韩av一区二区蜜桃| 国产国产人免费人成免费视频| 久久精品国产亚洲av成人| 九九日本黄色精品视频| 伊人久久大香线蕉av五月| 国产午夜精品理论片| 巨臀中文字幕一区二区| 国产一区三区二区视频在线观看| 久久精品国产精品亚洲| 亚洲男人av香蕉爽爽爽爽| 91国产超碰在线观看| 亚洲av久播在线一区二区| 国产精品美女久久久久| 91狼友在线观看免费完整版| 东风日产车是不是国产的| 在线成人一区二区| 国产欧美日韩综合一区二区三区| 免费蜜桃视频在线观看| 成人免费无遮挡在线播放|