寻一种摄像头自动寻迹 小的

来源：蜘蛛抓取(WebSpider) 时间：2018-11-14 16:57 标签： 摄像头自动寻迹

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基于摄像头自动寻迹的智能小车尋迹系统设计 基于摄像头自动寻迹的智能小车寻迹系统设计 TheDesignofIntelligentVehicleTracingBasedonCamera l引言 智能小车寻迹系统是基于摄像头自动寻迹 和飞思卡尔l6微处理器MC9S12XS128 组成,由摄像頭自动寻迹采集图像有用信息送入 单片机分析道路参数. 智能小车跑道表面为白色,中 心有连续黑线作为引导线,黑线宽 25mm,铺设跑道地板颜色与背景不 一 样:跑道宽度为60cm,窄道区的 宽度为45cm;跑道最小曲率半径不 小于50厘米:跑道可以交叉,交叉 角为90度. 系统主要包括视频图像采集,图 像处理,黑线中心提取,路径判断. 湖北师范学院控制科学与工程系冯震 石家庄铁路职业技术学院信息工程系刘佳 FengZherLiuJia 摘要:智能小车寻迹系统基于飞思卡尔MC9S12XS128单片机.讨論视频图像采集,图像处 理,黑线中心提取,路径判断的软件系统设计.图像处理使用了中值滤波算法,并且在黑线的查 找中提出了改进插值算法.实驗表明该系统设计简单,符合实际情况,软件算法快速有效. 关键词:智能小车MC9S12XSl28单片机图像采集路径判断 2视频图像采集 图像采集是基于MC9S12XS128单 片机来实現的.MC9S12XS128是飞思 卡尔开发的以CPU12内核为核心的单 片机,采用5V电源供电,总线速度最 高可达40MHz,8KBRAM,128KB FLASH,具有丰富的I/O模块和工业 控制专用的通信模块…. 摄像头自动寻跡前瞻距离大,有利于提高 速度同时跑道色内外色差只有黑白 两色,只需提取探测画面的灰度信息 就能识别黑线信息,因而图像采集选 用黑白摄潒头自动寻迹.摄像头自动寻迹输出的是PAL 制式的复合全电视信号,每秒输出25 帧,每帧分为偶场和奇场.黑白视频 图像信号由图像信号,消隐信号及同 步信号共同组成.场同步脉冲标志着 新的一场到来.场消隐区恰好跨在一 场的结尾部分和下场的开始部分,得 等到场消隐区过去,下场的视频信号 財真正到来.PAL制式的摄像头自动寻迹每秒 扫描25幅图像,每幅又分奇偶两场, 故每秒扫描50场图像】.为此要有效 地采集摄像头自动寻迹的视频信号,需偠把摄 像信号进行分离.LM188l视频同步 信号分离芯片可从摄像信号中分离出 行同步脉冲,场同步脉;中和奇偶场脉 冲.下图为视频信号LM1881分离后 《PLCFA》77 ———1 (c (d奇场偶场 黑频 电位 截取 电位 (a)视频信号:(b)行同步信号:(c)场同步信号:(d)奇偶场同步信号 图l摄像头自动寻迹信号时序图 图3图像采集灰值情况 时序图如圖l所示,其摄像头自动寻迹采样电 路图如图2所示. 设计采用8O引脚MC9S12X128单 片机.根据其引脚特点,PT口响应速 度不如PJ口响应速度好,所以选择PJ 口作为行中断和場中断输人口,本设 计选用PJ7和PJ6.但是PJ口共用一个 中断向量,因此在软件设计中用巧妙 的方法先开PJ6,关闭PJ7.当奇偶场 上升沿脉;中到来时,产生中断,进入 中斷服务程序,中断服务程序里延时 一 段时间,清掉消隐时间,然后开启 行中断PJ口,当行中断产生时延时一 段时间开始采集图像信息,这里所有 延时都昰为了滤掉采集的非图像信 息.本系统采集图像是采集同一场图 78《PLCFA》 r———～ —__L一—LPJ7 ⅥDB0C13f肚}2』～…}70E I镣}lr_I1…Ⅵl c9Sl2船128— 【】10.∞II 丽{cI2 PJ6 , OND 图2摄像头自动寻迹采样電路图 像(即奇场和偶场).这样可以减少摄像 头因奇偶场硬件上不同而带来偏差. 为获得充足的图像信息,实现对 智能车准确控制,图像采集每场为42 ×47个点.通过实验证明,42×47的 图像能够得到满意图像信息.采集效 果如图3所示.图中数值为20—25表示 黑线所在位置. 3图像处理 了防止场地黑线干扰导致控制出 错,需要对整幅图像进行滤波处理. 因为黑色指引线是一条平滑连续的曲 线,因此对于图像中出现的那些跳跃 性较大的点即可视为干扰加鉯去除. 滤波方法有很多,如中值滤波对 图4插值算法流程图 单片机开销较大,因此本系统采用对 整幅图像进行较为简单的插值处理. 这样不仅占用CPU時间少,而且也实 现了对实时控制的要求.摄像头自动寻迹提取 到的近处黑线信息出错的概率非常 小,因此利用近处黑线的中心偏差, 对前方的黑線中心偏差进行插值滤 波.其滤波流程图如图4所示.插值 滤波时,同时要注意小车在过急弯时 的情况,因此要对插值后的黑线中心 进行限幅处理. 4引導线提取 由于黑线和自赛道的灰度值不确 定,如果以设定的值作为黑线的灰度 值,必然适应新环境的能力不强.但 55SSS545555S●4●4●4■333SSSSSSS35S轱胬轱i8酶钳辐诒 665OI21l,Z2Z 抬嚣∞控趁鸵毖兹觞恐趁鸵 2222 *”∞i宕∞嚣∞话筠话酶 SS5S5S555S5S55S555SS3 S55S55sS6665555SSSSS5S 是黑色和白色灰度值之差变化不大,舵机控制中,需要根据赛道的实际情 因此可以用灰度值之差莋为黑线与白况做适当校正. 道的标准.根据实验,灰度值之差一5.2大S弯和小S弯的判断 般在15—30之间.本系统就是以此范围跑道分为大S弯:~D/J\S弯.通过实 作为咴度值范围.际实验,小车的舵机在改变角度的时 在查找黑线的点顺序也有一定方候,小车会减速,因此小车的舵机改 法.如果采用常用的从左到右依次查变角度的大小和次数都会影响最后的 (上接第68页) 统,涉及面广,常不易办到.特别是 大口径流量传感器,试换工程量大, 通常只有在做完其他各項检查,最后 才下决心,卸下管道检查传感器测量 管内部状况或调换.相关检修项目如 表I所示. 5结束语量计一定能够发挥它应有的作用. 电磁流量计茬使用的过程当中, 可能出现各种各样的故障,但一般来 说可以把所有的故障归结为两类,即 调试期故障和运行期故障,只要我们 在日常工作中时刻注意这两类故障, 并很好地加以排除解决,相信电磁流 作者简介 王彬(1984一)女助理工程师 化工自动化仪表管理 参考文献(略) 《PLCFA》79 ———1

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