基于ARM的寻迹小车控制器的设计与实现.pdf

分类号: 密级: U D C : 编号: 工学硕士学位论文基于ARM的寻迹小车控制器的设计与实现硕士研究生:丁明指导教师:丁福光教授学科、专业:控制理论与控制工程论文主审人:林孝工教授哈尔滨工程大学 2014年12月分类号: 密级: U D C : 编号: 工学硕士学位论文基于ARM的寻迹小车控制器的设计与实现硕士研究生:丁明指导教师:丁福光教授学位级别:工学硕士学科、专业:控制理论与控制工程所在单位:自动化学院论文提交日期:2014年12月论文答辩日期:2015年3月学位授予单位:哈尔滨工程大学 Classified Index: : A Dissertation for the Degree of Design and Implement ofARM-Based Tracing CarController Candidate: Ding Ming Supervisor: Academic Degree Applied for: Masterof Engineering Specialty:Control Theory and Control Engineering Date of Submission: Date of Oral Examination: Mar. 2015 University: Harbin Engineering University 哈尔滨工程大学学位论文原创性声明本人郑重声明:本论文的所有工作,是在导师的指导下,由作者本人独立完成的。有关观点、方法、数据和文献的引用已在文中指出,并与参考文献相对应。除文中已注明引用的内容外,本论文不包含任何其他个人或集体已经公开发表的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。作者(签字): 日期: 年月日哈尔滨工程大学学位论文授权使用声明本人完全了解学校保护知识产权的有关规定,即研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权属于哈尔滨工程大学。哈尔滨工程大学有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件。本人允许哈尔滨工程大学将论文的部分或全部内容编入有关数据库进行检索,可采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文,可以公布论文的全部内容。同时本人保证毕业后结合学位论文研究课题再撰写的论文一律注明作者第一署名单位为哈尔滨工程大学。涉密学位论文待解密后适用本声明。本论文(□在授予学位后即可□在授予学位12个月后□解密后)由哈尔滨工程大学送交有关部门进行保存、汇编等。作者(签字): 导师(签字): 日期: 年月日年月日基于ARM的寻迹小车控制器的设计与实现摘要随着视觉传感器、图像处理技术、高集成度电机技术的进步,为智能寻迹小车的研究提供了技术上的支持。寻迹小车系统是集软、硬件与一体的自动化技术, 它集成了自动控制、图像处理、计算机、通信等多个学科的技术。智能寻迹小车在危险环境侦查、搜救等方面占有很大的优势,它也为今后的无人驾驶技术的实现提供了思路。本课题研究的内容如下: 第一,详细的介绍了智能寻迹小车的国内外的研究情况,介绍了国外研究出的寻迹小车以及国内几所大学研制的寻迹小车,国内在寻迹小车的研究领域与国外还存在一些差距,同时还介绍了研究寻迹小车具有一定现实的意义。第二,针对寻迹小车的几种设计方案进行了对比,确定最终选用视觉寻迹的方案,并对寻迹小车的硬件进行了选型,最终选取了ST生产的STM32芯片作为寻迹小车主控制器,同时又选取了OV7670摄像头作为寻迹小车的视觉采集传感器,LMD12800驱动电机驱动寻迹小车的电机,MG995舵机作为寻迹小车的转向控制器以及其它器件的选型。第三,根据所选用的控制器、芯片,对寻迹小车的整体硬件进行了设计和实现。对寻迹小车的各个模块进行了电路设计以及实现。第四,寻迹小车采集到了道路图像信息进行了图像预处理的工作,对图像进行了优化和处理,从而识别寻迹小车在运行中的引导线、障碍物、寻迹小车三者之间的位置信息。同时提出了基于专家推理的寻迹小车避障算法,从而确定舵机需要的偏转的角度以及电机的转速的设定值。又通过模糊控制算法对舵机的偏转角度进行精确的控制,以及运用PID控制算法对寻迹小车电机的转速进行精准的控制。第五,对寻迹小车进行了一些仿真实验,实验结果表明,寻迹小车设计符合设计的要求,然后对寻迹小车进行了硬件测试和避障测试。关键词:寻迹小车;视觉采集;图像处理;模糊控制;专家推理哈尔滨工程大学硕士学位论文