随着汽车行业和生产自动化的发展，对于智能汽车的深入研究势在必行，人们对车辆的功能要求越来越高，智能车辆也越来越得到大家的推崇。为适应这一趋势，智能小车研究开发迫在眉睫。它是智能自动化控制研究领域的一项重要内容。智能小车的设计研制过程涉及到了智能控制、图像处理、视觉系统、机械设计等多个学科领域。智能小车可实现安全、可靠、快速的自适应巡航。智能小车作为典型的高新技术综合体，具有重要的军用及民用价值。它可广泛的应用于工厂自动料车、固定场地搬运车等技术领域，能适应恶劣的工作环境，具有广泛的应用前景。　　 本文旨在研究出一套适应于中低速单片机控制平台的智能小车视觉伺服系统。系统依托智能汽车竞赛开发平台，设计一种基于Freescale公司的16位HCS12单片机MC9S12XS128的智能小车视觉伺服系统。系统的开发是基于在白色背景上有一条任意给定的黑色带状引导线的场地，最终实现小车自动平稳沿线行驶。首先简要介绍了智能小车的整个发展和研究历程，从车模的安装、跑道的制作，到摄像头的选择、安装，舵机的改造和编码器的选择安装以及控制系统的硬件和软件设计等各个部分的详细情况进行了一一阐述。智能小车视觉伺服系统主要包括电源管理模块、图像采集模块、速度采集模块、电机驱动模块、舵机驱动模块和调试模块。小车设计坚持稳定、简单、量轻与低重心的原则，一个好的机械系统，是实现小车稳定性的先决条件。对小车而言，最重要的因素是其稳定性和速度。智能小车视觉伺服系统的难点在于图像数据的采集处理，舵机转向控制策略，电机调速控制策略，良好的控制策略能让小车的速度无极限。　　 为了方便摄像头标定，系统自行设计了可调式摄像头支架，获取适宜的摄像头安装高度和角度。为了提高小车的特性和舵机的响应速度，将舵机抬高，进而提高前轮转向速度，同时对车模的一些参数做了适当的调整，提高了车模的性能。系统自行设计电路板，该电路板较好的集成了智能小车所需电路，使得整车的集成度提高，性能更加可靠。　　 为了实现智能小车的路径精确识别，同时不牺牲系统的运行速度，系统采用低功耗的数字摄像头CMOSOV6620获取实时路径信息，采用双口静态存储器IDT7008作为数据缓存。系统采用隔行隔像素扫描的方式，只采集黑色引导线附近的区域，引入中值滤波快速算法和分割阈值的迭代算法，较好解决了位置信息阶跃的问题，实现了连续路径识别和边缘的精确定位，实现系统的优化，同时使系统的运行速度提高约2/3，提高了图像边缘检测的抗干扰能力，边缘点完全由自身的灰度值确定，避免了噪声影响范围的扩大。该方法能够提取完整的图像轮廓，使检测所得边缘具有连续性。系统通过边缘检测方法提取跑道黑线，求出小车与黑线间的位置偏差，采用非线性PD控制算法对舵机转向进行控制。通过光电编码器YZ30D4S-2NA-200实时获取小车速度，采用Bang-Bang控制算法对小车限速，根据当前舵机控制量设定小车期望速度，采用非线性P控制策略形成速度闭环控制，实现小车的自动平稳调速，达到直道加速，弯道减速的目的。　　 为了使智能小车品质指标保持在最佳范围内，小车的转向系统的PD参数采用模糊自适应进行离线整定，并基于MATLAB对智能小车转向系统控制进行仿真研究，获取较佳的转向PD参数。　　 经反复实验证明，该视觉伺服系统图像质量稳定清晰，采集图像稳态误差小，结构模块化、合理，简单可靠，性价比高，简化了电路设计，便于调试，处理速度快，有很好的抗干扰能力，大大减少了图像采集和处理的时间，程序流程简单明了，可方便移植到各种类型的处理器。该套方案能够在MC9S12XS128微控制器运行于40MHz的总线时钟下实现了智能小车的图像采集、处理和自动寻迹控制，使智能小车稳定并且快速运行。