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《基于CMOS摄像头的智能寻迹车的设计与实现》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、第29卷第5期华北水利水电学院学报Vol129No152008年10月JournalofNorthChinaInstituteofWaterConservancyandHydroelectricPowerOct.2008文章编号:1002-5634(2008)05-0055-03基于CMOS摄像头的智能寻迹车的设计与实现12云康,高超(1.郑州轻工业学院,河南郑州450002;2.电子科技大学,四川成都610054)摘要:分析了自动寻迹智能车的几个关键实现技术,给出了一种采用CMOS摄像头检测方式的智能车的电路设计、控制算
2、法和软件流程.测试结果表明该车能够准确跟踪引导线运行.关键词:摄像头检测;微控制器;PWM控制;智能车中图分类号:TP242.6文献标识码:A[1-2]智能车又名轮式移动机器人,可作为安装有特定行驶.系统结构如图2所示.定设备的交通载体,使用在科学探索、工业生产等领域.目前智能车的研究重点主要集中在视频检测及目标检测、跟踪、避障等方面.笔者主要针对具有黑色引导线并带有弯道、坡道等的特定道路,设计出能够自动识别路径并跟踪行驶的智能模型车,如图1所示.图2系统结构框图2关键技术分析与硬件设计系统的关键技术在于道路引导线信息的提
3、取.硬件电路主要围绕引导线检测、车辆控制、电源保障等几个方面设计.图1智能车示意图2.1电源模块电源模块为系统其他各电路运行提供电源保1系统设计障.车载主电源为1块7.2V,2A/h可充电镍镉蓄将汽车工业中实际用于中央车身电子、底盘安电池.由于电路主板、驱动电机、摄像头分别需要5,全及动力总成控制的飞思卡尔公司16位处理器6,8,12V等电压供电,分别采用7805,7806,7808和MC9S12DG128引入到智能车的开发中,提高智能车一块VS1开关型DC-DC升压集成电路实现.的整体控制性能.设计思路为:由安装在智能车
4、前端2.2道路检测模块的摄像头拍摄车体前方道路,从拍摄的道路图片中该模块主要实时拍摄车体前方道路,并提取前提取黑色引导线信息送到智能车控制器,判断车身方引导线相对于智能车的偏移量、方向、曲率等信相对前方引导线位置,如有偏离则根据算法控制舵息,以实现智能车自动沿引导线运行.机进行方向调整,同时控制驱动电机跟踪引导线稳用摄像头拍摄车体前方的道路,得到由黑色引收稿日期:2008-07-09作者简介:云康(1982—),男,河南杞县人,助教,主要从事自动化测量、测试与控制系统方面的研究.56华北水利水电学院学报2008年10月导线
5、和白色路面组成的图像.引导线和路面的黑白采用RS-380直流电机.使用H桥驱动电路控制电二色在图像中就体现在其灰度值的大小差异上,摄机加速运行、减速制动,控制端信号为两路PWM信像头中的图像传感器芯片将各点处图像的灰度转换号.为使电路简单,采用MC33886集成全桥驱动芯成与灰度一一对应的电压值通过视频信号端分场逐片,驱动电路设计如图4所示.行输出.利用控制器采样图像中各点的电压值,就可[3]以判断出引导线的位置、形状等信息.系统采用1/3OmniVisionCMOS传感芯片的黑白摄像头,隔行扫描PAL制式,场频为50Hz
6、,分辨率为320电视线,即摄像头每秒钟输出50场图像,每场图像分320行输出.由于智能车始终在运行,可将摄像头奇偶场作为2幅图像来处理,复合视频信号由摄像头信号端输出.另外,系统采用LM1881专用视频同步信号分离芯片从摄像头输出的复合视频图4电机驱动电路图信号中提取出行同步脉冲、场同步脉冲、奇偶场换场2.5速度检测模块信号等图像的换行和换场的同步信息.为使智能车在急转弯时不至于速度过快而冲出由摄像头、LM1881电路和S12控制器构成的智道路,控制器除需控制前轮转向外,还需控制车速.能车视频采样电路如图3所示.该模块采用
7、光电透射式检测方法,将具有齿槽结构的圆盘固定在智能车后轮轴上,圆盘转动时,光电传感器输出脉冲信号,通过整形后送至MC9S12DG128控制器,计算智能车当前运行速度,并根据采样到的引导线形状调整当前智能车的运行速度.3软件设计3.1开发软件开发软件采用Freescal公司的产品CodeWarrior4.0.CodeWarriorforS12是Freescal公司为S12系列图3视频采样电路处理器提供的嵌入式应用开发软件包,包含集成开视频采样原理为:当PS1引脚电平发生翻转时,发环境IDE、处理器专家系统、全芯片仿真等,是一
8、[4]表明新的一场图像到来,图像采样开始;当PT0引款功能强大的图形化编程软件.脚检测到一个行同步信号上升沿,表明新的一行图3.2控制算法像数据开始输出,S12控制器启动对AD0引脚的摄将摄像头安装在车体前部中间位置,调整摄像像头视频信号进行采样,直到下一个行同步信号到头的安装高度、前倾角和焦距,使所拍
