摘要:基于K60单片机设计了一款竞速小车。通过OV7725摄像头来检测赛道以及路面的赛道环境，利用硬件电路来实现图像的硬件二值化，对图像进行背景差分建模，并利用特殊的扫描方式扫描出赛道边界，并对赛道曲率的计算来确定对应的赛道类型。通过两路mini编码器来检测智能小车车的车轮的实时的速度，并且使用PID串级控制算法调节驱动电机的转速，通过机械差速以及转向舵机来实现车模的快速转向。为了提高模型车的速度的动态响应和降低速度的静态误差，使用Matlab的PID软件仿真、IAR在线调试功能、摄像头图像上位机、虚拟示波器、基于Matlab的图像处理、origin75函数拟合等调试工具，进行了大量硬件与软件测试。实验结果表明，该系统设计方案确实可行。
关键词：MK60DN512ZVLL10；OV7725；串级PID；MATLAB;上位机
目录
摘要
Abstract
1绪论-5
1.1系统研究背景以及研究的目的与意义-5
1.2本课题的国内研究现状-5
2 总体系统设计-6
2.1系统总体概述-6
2.2车的整体布局-6
3机械结构的设计与优化-8
3.1整车的底盘调整-8
3.2前轮的定位与结构优化-8
3.2.1前束调节-8
3.2.2前轮的主销后倾的调整-9
3.2.3前轮主销内倾的调整-10
图3.3 内倾效果图-10
图3.4 前轮定位图-10
3.3舵机的安装-11
图3.6 定位效果图-11
3.4摄像头安装-13
3.5差速结构调整-13
3.6编码器的安装-13
3.7悬架改善-13
3.8四轮着地力的测试与调整-14
4 硬件电路设计与搭建-15
4.1摄像头的选择与定标-15
图4.1 摄像头定位效果图-15
4.2主板电路设计-15
图4.2 PCB图-16
4.2.1 k60最小系统电路-16
图4.2k60最小系统图-16
4.2.2电源管理电路-17
图4.2稳压图-17
4.2.4相关辅助电路-17
图4.3辅助电路图-17
4.3电机驱动电路设计-18
图4.4驱动电路图-18
5 系统软件设计-19
5.1程序流程图-19
图5.1系统流程图-19
5.2图像处理-19
图5.2失真较正图-20
图4.7抽行标定图-20
图5.3 T型失真图-21
图5.4 失真矫正表-21
5.3中线提取算法-22
图5.5 补线图-22
5.4控制算法介绍-23
图5.6 PID图-23
5.4.1位置式PID-24
5.4.2增量PID-24
5.4.3参数整定-25
5.5嵌入棒棒式PID 控制-25
5.6路径优化-26
6 系统调试-27
6.1开发工具-27
6.2上位机-27
7 毕设总结-28
参 考 文 献-29
附录 程序部分源码-30
