基于ARM9的智能小车控制器设计
严芳;李颖冲
【摘 要】介绍了以嵌入式ARM9芯片为核心的小车控制器的设计.采用模块化的设计方法,完成了智能车控制器的硬件设计,详细介绍了系统Boot-Loader和Linux内核移植的软件设计,探讨了路径识别的二值化算法和跟踪边缘算法,给出了主要的硬件电路图和软件移植的参考图及算法的流程图.系统具有高速度、高性能、实时性强、功耗低、占用空间小等特点,有助于智能车研究与开发. 【期刊名称】《电气传动自动化》 【年(卷),期】2009(031)005 【总页数】4页(P48-50,41) 【关键词】智能车;ARM;控制器 【作 者】严芳;李颖冲
【作者单位】兰州交通大学,自动化与电气工程学院,甘肃,兰州,730070;兰州交通大学,自动化与电气工程学院,甘肃,兰州,730070 【正文语种】中 文 【中图分类】工业技术
2009 年 第31 卷 第5 期 第48 页 电气 传 动 自 动 化ELECTRIC
DRIVEAUTOMATIONV01.31,No.5 2009,31(5 ):48~50文章编号 ：1005-7277( 2009)05-0048-03基 于 ARM9的 智能小 车控 制 器 设计严 芳 ， 李颖 冲 (兰州交通大学 白动化 与电气T 程学院 ， 甘肃 兰州 730070)摘要 ： 介绍 了以嵌
入式 ARM9 芯 片为核心 的 小 车控制 器的设计 采用模块化的设计方 法 ， 完成 了智能车控制 器的硬件设计 ，详细介绍 了 系统 Boot-Loader 和 Linux 内核移植的软件设计 ，探讨 了路径识 别 的二值化算法 和跟踪边缘算法 ，给 出 了主要的硬件 电路图和软件移植的参考图及算法的流程 图 系统具有高速度 、 高性能 、 实时性强 、功耗低 、 占用 空 间小 等特点 ，有助 于智能 车研究与开发关键词 ： 智能车；ARM ；控制 器中图分类号 ：TP273文献标识码 ： A Design of inteUigentveb:icle controllerbasedonARM9 YANFang,LIYing-chong(School ofArUomaLiontmdEleciriccd
Engineering,LanzhouliaotongUniversity,Lanzhou730070,China) Abstract:Thedesignof intelligentvehiclecontroller hasedonARM9is
introduced.Themodularizedclesign isadopted,anclthehardwaredesignof Lhe controller is romplishP(l.Thesofcwaretlesign of Boot-LnaderandLinuxCoreareintroducedin detail.Lhe binaryalgorithmaiul the algc,rithm to trdck Lhe edgeonthe paihitlenti~dtionisinvestigated.the mainhardwarecircuit diagram,softwarereferencemdpancl algorithmflowchartaregiven.Thc_syslem wiLh high
speed,highperformance,real time,h)wWwer.srndll fcmtprinl.andother chdracterislics will hP contributedtothe researchanddevelopmentof inlelligentvrhic-les. Key words:intelligentVf:hirle:ARM:controller 1 引言随着汽车的普及 ， 智能汽车及 其相关技 术的 研究 已经成为热 门。 本文 以 全 国大学生 智能汽车 竞赛为背景 ， 在移植 了嵌人式 的平 台下设计 了具 有视觉功能 ， 能实现 自主线路识别的智能车控制 器、 目前 ARM 在手持设 备市场 占有 90% 以 上 的份额 ，可 以有效地缩短应用程序开发 与测试的时间 ， 也降低 了研发费用 。 而且 ARM 具有较强的事务管理功能 ，可 以用来跑界面以及应用 程序等 ，
其 优势 主 要 体现在控 制方 面 。 本 文 介绍 一 个 基 于ARM9智能车的控制器设计 ， 包括主要硬件 电路 和各个模块的设计与实现方式 。 该智能车控制器 采用 以 ARM920T为核 心 的 AT91RM9200微处理器作为唯一的核心控制单元 ， 由安装在车前部的黑 白 CCD摄像头负责采集信号 ， 并将采集到的电平信号传人核心控制单元 ， 核心控制单元对信号 进 行 判 别整 理后 ， 由 PWM 发 生 模块 发 出 PWM 波 ， 分别对转 向舵机和直流 电机进行控制 ， 完成智 能乍的转 向与前进 。 智能车后 面安装 电压检测 电路 ，通过 电压的大小判定车速大小 ， 并经 由核心控 制单元进行 PID 控制算法处理后会 自动 调节输 入 到电机驱动模块的 PWM 波 占空 比 ， 从而控制小车 的速度 j 2控制器 的硬件设计根据要实现的 目标 ，将整个导引车系统划分为 大模块 ：核心控制模块 ， 主要 负责程序 的运 行 ， 算 法 的调度等 ；电源模块 ，主要实现系统所需要 的不 同电压分配 ； 电机控制模块 ， 主要控制车模的动 力；舵机控制模块 ， 主要控制车模 的转 向 ；电压检 测模块 ， 主要用 来检测 电机的端 电压 ； 视觉模块 ， 主要完成整个系统的图像采集处理。 (l) 核心模块设计如图 l 所示 为控制系统的硬件模块 图 。 硬件系统将采用 EBD9200开发板作为硬件主体 ， 采用高性 能 的 ARM920T为 内核 的 AT91ARM9200微处 理器 ，SV 的直流 电源接 口 ，6 层 PCB 印刷 电路板 ， 体积更小 ， 工作更稳定 ，具有常用接 口 及众 多模块 ㈠ 。2009年第31卷第5期第48页电气传动自化 ELECTRIC DRIVE AUTOMATION V01.31,No.5 2009,31(5 ):48~50文章编号 ：1005-7277( 2009)05-0048-03严芳 ，李颖 冲摘要 ： 介绍 了以嵌入式 ARM9 芯 片为核心 的 小 车控制 器的设计 采用模块化的设计方 法 ， 完成 了智能车控制器的硬件设计 ，详细介绍 了 系统 Boot-Loader 和 Linux 内核移植的软件设计 ，探讨 了路径识 别 的二值化算法和跟踪边缘算法 ，给 出 了主要的硬件 电路图和软件移植的参考图及算法的流程 图 系统具有高速度 、 高性能 、实时性强 、功耗低 、 占用 空 间小 等特点 ，有助 于智能
基于ARM9的智能小车控制器设计
