基于数字摄像头的智能汽车设计

智能车

基于数字摄像头的智能汽车设计

华中科技大学工程实训中心

陈啧程小科黄金胡航笛“

摘要本文详细阐述了飞思卡尔智能车参赛项目基于数字式摄像头的智能汽车的各个技术环节包括机械叙述了车模的改装电源、、

”

,

、

电路

、

软件算法调试等各个方面

、

。

机械设计着重、

调校

、

摄像头和速度传感器的安装

电路设计讲述了单片机

驱动

、

摄像头及信号处理的电路原理及部分关键器件选型,

软件设计讲述了

软件算法的基本思路和特别需要注意的事项台进行了简单的叙述关键词数字摄像头。

同时还对项目中自行开发的调试平

,

图像处理

算法

引言根据第三届比赛规则要求针对飞思卡尔智能车参赛项目基于数字式摄像头的智能汽车的各个技术环”,

“

,

最大动作差为土

“

。

使用固定齿轮来安装速度传感器的方法时首先加工一个垫片使其达,,

“

到一定的定位尺寸从而达到我们需要的安装要求。

节我们分析了各种方案的优劣最后,

,

选择了数字摄像头,

图像识别方,

车模底盘采用的是等长双横臂式独立悬架当车轮上下跳动时车轮平面没有倾斜但轮距会发生较大变化,,

案作为最终基本方案同时加强了在机械方面的改进另外还自行开发基于,

,

,

的调试平台用于调试

。

故车轮发生侧向滑移的可能性较大。

。

本车模共有处参数可调主销内

机械设计我们使用的是成像其像数为。

倾角对模型车性能影响不大可设为摄像头模块、。

,

“

。

前轮外倾角与模型车的侧滑关系较大需与前轮前束相匹配可设为,,

通过调节以图

“

及在调试过程中的选择在实验中将

,

以及负值设计的基本图标,

。

摄像头了安装在高于支点,

处固。

车模底盘的高度可以通过垫片来调节通过增加垫片离地间隙可以调,

定角度选择在摄像头前端距杆后端左右处是最好的安装方案图示出设计的基本图标。

特征基板为引线长为、

马达为。

。

基本尺寸为。

节为

一

。

,

重量约为土

重心是汽车整体重力的作用点

,

本次大赛使用,

通用伺服舵

在

时舵机的输出扭矩为。

其位置的改变会影响汽车的动力性士、

、

机该舵机具有低成本以及高扭矩的

动作角度为左右均是

制动性操

纵稳定性平顺性和舒适性

、

© 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved.

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图丫

方框图

件比较后的出结果黑色点或者白色点,

使另一对角线关闭

并且将黑点信号引到写缓存端。

,

器根据数字摄像头的行同步信号计

控制缓存的写入由于我们使用的是在负极输入正极输入为有反转的趋势,,

数得到纵坐标同时横坐标清零而另一个计数器负责记下横坐标数据通过高速,,

,

,

,

使电机

数字式摄像头所以使用位数字比较器可以较容易解决该问题。

,

作缓冲再由,

,

口读

摄像头信号坐标计算部分飞

取保证每一个数据都读到并且为了

通过处理后的同步信号作为时钟

控制数据量还加入了分频部分可以手动调整分频减少数据量使其适用于

,

,

和控制信号利用数字累加器进行计数另外当给定信号为在正反转之,

,

及可得到此时对应信号的横纵坐标值

。

实际运算

。

间切换时由于,,

,

管关断需要一定

摄像头数据坐标存储部分同步信号闺值比较信号作为控、

软件分频调试过程中发现数据量仍然比较大单片机处理经常超过,

的时间因此也有可能会出现同一桥

路同时导通的情况因此需要在给定给之前设置死区时间在今年。

,

,

制信号控制坐标计算结果写入缓存因为一般存储器需要地址线的操作,

,

。

应有的时间但是如果硬件继续分频,

,

,

。

,

可能影响远端的图像信息于是尝试

的该驱动电路中也没有进行考虑

为了简化电路故选择自身能够进行地址管理的

使用动态的软件分频即在不同的横坐标采用不同的分频数近段因为本,

,

存储器、

。

摄像头部分设计方案与元件选择

与摄像头单片机接口和人机交互部分

身信息充足可以减少大量数据而远

,

,

端则因为本身有效数据较少所以基,

,

像素行帧同步信号分频部分因为分辨率我们选择的是,,

、

、

根据摄像头的输出信号的定义和

本不减少

。

义

单片机资源的分配定义进行接口设计

,

图像处理部分虽然得到了高分辨率的大量数

及隔点记录和隔行记录所以我们

人机交互部分方便及时

观察摄像头信

必须对行同步信号和像素同步信号进

号处理电路的工作情况并对其特性进

,

据但是这些数据不能直接得到舵机转角和电机力量而且如果所有的数据参与计算也是不现实的所以仍然需要数据的简化抽象算法实际上真,,,,

,

行分频处理因为在一帧的

。

内仅,

行简单的调整加入必要的和拨码开关调整分频比和闭值

。

显示。

能完成信号的预处理然后放入缓存且实验发现缓存不能一边读一边写

,

故在单片机读缓存中前一帧数据时不能处理并存储现有帧数据故摄像头,

软件设计软件部分按照功能分可以分为以下几部分调试测试平台数据通信、、、

实的跑道可以直接简化成一根细线

,

这已经包含了小车运行所需的跑道全局信息当然起跑线另外处理。

的图像处理为隔帧处理帧同步信号也需要分频。

,

将无,

信号收集图像处理控制算法其关系可以用图

、

。

用数据过滤跑道边缘大量黑区

留

摄像头数据闭值比较部分因为我们要提取黑色点且关注,

的方框图表示

。

下一根描述跑道的细线就可以达到目

下面将几个重要组件分别介绍

的软件中考虑大量的原始数据这代表会有大量的时间复杂度多次循环必然导致运行缓慢考虑到这点应尽,

。

,

的是黑色点的坐标所以需要将摄像头的数据线输出的

,

图像采集部分整个系统的工作原理硬件计数

,

位灰度值进行硬

,

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皿二

公目

侣

机器人技术

量简化这个过程仅将具有一定宽度

,

调试平台为了得到尽量多的数据

限制的横条平均值求出即得到改行的

包括图像速度运算流程各 …… 此处隐藏：2218字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……