摘要：基于 Freescale 公司的 16 位 HCS12 单片机设计一种智能车系统。在该系统中，由CMOS 摄像头 实现路径识别，通过对小车的闭环控制，使小车能按照任意给定的黑色引导线平稳地寻迹。实验证明：系 统能很好地满足智能车对路径识别性能和抗干扰能力的要求，舵机调节响应时间快，稳态误差小，具有较 好的动态性能和良好的鲁棒性。 关键词：智能车；HCS12 单片机；视频图像；PWM 控制信号 中图分类号：TP242.6 + 2 文献标识码：A 文章编号：1006-883X(2008)02-0034-04 刘进 齐晓慧 李永科 一、引言 智能汽车是一种集环境感知、规划决策、自动行驶等功能于一体的综合系统，集中的运用到自动控制、 模式识别、传感器技术、汽车电子、电气、计算机、机械等多个学科，是典型的高新技术综合体，具有重要 的军用及民用价值。通常，智能车系统要求小车在白色背 景的场地上，通过对转向角和车速的控制，使小车能自动 地沿着一条任意给定的黑色带状引导线行驶。 本文基于低功耗 CMOS摄像头设计了一种智能车，并 完成了给定的任务要求。 实时位置 转向控制 舵 机 信号输出 小 车 路径 识别 MCU 速度控制 信号输出 电 机 二、系统总体方案 速度反馈 该系统主要由 HCS12控制核心、电源管理模块、电机 驱动模块、路径识别模块、转向舵机控制模块和速度检测 模块组成，其结构框图如图1所示。 图 1 控制系统实现框图 视频 信号 缓冲 放大 同步分离 ECT 及整形 PWM 路径识别功能由面阵 CMOS摄像头实现，将视频信号 二值化为 128×64pix的图像后送入微处理器进行处理。舵机 控制采用非线性 P算法进行调节，而车速控制采用的是PID 算法。软件设计中实时采集路况信息和实时速度，实现整 个系统的闭环控制。 HCS12 二值化及 波形整形 ECT PWM 转向舵机 直流电机 舵机控制电路 电机控制电路 三、系统硬件设计 系统的硬件主要包括： HCS12单片机主控电路、图像同 步信号分离电路、二值化电路、电源管理电路、电机驱动 板、波形整形电路、测速电路几部分，其系统结构如图 2所 示。 图 2 硬件构成框图 传感器世界 2008.2 www.sensorworld 34 Technology & Application 1、HCS12主控电路 型捕捉定时器。将单片机设置成特殊单片模式即BDM调试 模式，可以直接在线调试。系统I/O口具体分配如下：