基于灰度傳感器的智能小車避障尋優(yōu)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

第1頁共5第1頁共5頁基于灰度傳感器的智能小車避障尋優(yōu)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)一、引言研機(jī)構(gòu)都在開展對(duì)智能小車的研究，讓智能小車的普及大眾和尋跡依靠的主要是紅外傳感器、距離傳感器、灰度傳感器等，三種傳感器各有優(yōu)缺。故本文設(shè)計(jì)了以O(shè)V7670作為視頻采集終端的智能小車尋跡，能夠根據(jù)視頻采集到的信號(hào)作為尋跡的參照，準(zhǔn)確避障。二、避障系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)要實(shí)現(xiàn)一個(gè)完整的基于攝像頭的智能小車尋跡，首先要做的就是將攝像頭輸出的圖像采集到控制器中，然后對(duì)采集到的原始圖像數(shù)據(jù)做處理，以獲取賽道中央的黑線在圖像坐標(biāo)系中的位置，接著對(duì)小車進(jìn)行轉(zhuǎn)角控制驅(qū)動(dòng)小車轉(zhuǎn)動(dòng)。由于賽道是白底黑線，所以為達(dá)到尋線目的，只需要提取畫面的灰度信息即可，不必提取其他的彩色信息，從而減少控制器的負(fù)擔(dān)。整個(gè)軟件的流程是：系統(tǒng)初始化——視頻圖像采集——處理圖像（濾波，二值化）——PID控制舵機(jī)和機(jī)電。（一）硬件設(shè)計(jì)本文主要參考的硬件設(shè)備為博創(chuàng)提供的智能小車，主要的xxxx03MDKFIFOOV7670xxxx03門設(shè)計(jì)的跑道上通過灰度圖像自動(dòng)識(shí)別道路并完成指定路徑的行駛。（二）圖像數(shù)據(jù)采集與處理當(dāng)前在智能小車攝像頭采集的數(shù)據(jù)中，PALNTSC式作為主流制式，PALNTSC制式每秒輸出的圖像幀數(shù)不一樣，PAL25NTSC30PALOV6620、sonyCCD、LGCCD、OV5116NTSCOV7670、OV7620、OV7640OV7670PAL30640×480，4：3，同時(shí)具有較高的分辨率。當(dāng)智能小車在尋跡的過程中通過攝像頭獲得軌道實(shí)時(shí)視頻信息后交給視頻信號(hào)分理處進(jìn)行處理，進(jìn)行視頻信號(hào)處理的同時(shí)分離視頻信號(hào)獲得圖片信息，通過分析圖片從而判斷軌道路面是否是邊緣黑線，繼而尋跡。由于攝像頭獲取的數(shù)據(jù)是視頻數(shù)據(jù)，需要進(jìn)行視頻信號(hào)的分離。采用視頻信號(hào)分離，分離出復(fù)合同步信號(hào)、復(fù)合消弭信號(hào)、圖像視頻信號(hào)。（三）邊緣數(shù)據(jù)的濾波以及二值化由于分離出的信號(hào)具有較大的噪聲，需要對(duì)信號(hào)進(jìn)行濾0255，也就是讓整個(gè)圖像呈現(xiàn)出只有黑白的視覺效果。設(shè)定一個(gè)閾值Value，對(duì)于視頻信號(hào)矩陣中的每一行0，通過進(jìn)一步濾波或擬合來修正；另一種方法是讓該（四）PID舵機(jī)轉(zhuǎn)向控制PIDPIDPID例積分微分（PID）1這要求所有的車輪的車軸相交于一點(diǎn)，這一點(diǎn)也稱為車輪的轉(zhuǎn)向中心。根據(jù)阿克曼轉(zhuǎn)角定律：三、實(shí)驗(yàn)本文基于灰度傳感器設(shè)計(jì)基于攝像頭的智能小車尋跡，旨在通過灰度傳感器獲取路面的圖像信息進(jìn)行小車路徑的選擇，能夠達(dá)到實(shí)時(shí)躲避障礙按規(guī)定的路徑行駛等目的。在提取過程中由于只需要知道路面的灰度信息即可。既減少控制器處理的負(fù)擔(dān)，又提高了控制器處