攝像頭黑線識別算法和賽車行駛控制策略

引言

按照首屆全國大學生“飛思卡爾”智能車大賽規則要求，根據賽道特點，主要有兩種尋線設計方案：光電傳感器方案和攝像頭方案。

這兩種方案各有特點：光電傳感器構成“線型檢測陣列”的方案簡單易行，但由于受規則限制(傳感器數量不超過16個)，光電管的數量不可能太多，從而單個線型檢測陣列所能確定的指引線信息較少。所以采用此方案尋線精度不夠高，在舵桃轉向控制時會產生直道蛇行或彎道舵機回擺，并且判斷距離有限。

因此我們選擇采用攝像頭作為尋線傳感器，一方面攝像頭探測的賽道信息和距離更出色；另一方面，規定使用的MC9S12DG128運算速度和自身AD口的采樣速度能夠適應對黑白低線數攝像頭的有效視頻采樣和對大量圖像數據的處理。

圖像數據信息特點

攝像頭的主要工作原理具體而言，攝像頭連續地掃描圖像上的一行，則輸出就是一段連續的電壓視頻信號，該電壓信號的高低起伏正反映了該行圖像的灰度變化情況。當掃描完一行，視頻信號端就輸出低于最低視頻信號電壓的電平(如0.3V)，并保持一段時間。這樣相當于，緊接著每行圖像對應的電壓信號之后會有一個電壓“凹槽”，此“凹槽”叫做行同步脈沖，它是掃描換行的標志。然后，跳過一行后(因為攝像頭是隔行掃描的方式)，開始掃描新的一行，如此下去，直到掃描完該場的視頻信號，接著就會出現一段場消隱區。此區中有若干個復合消隱脈沖，其中有個脈沖遠寬于(即持續時間長于)其他的消隱脈沖，該消隱脈沖又稱為場同步脈沖，它是掃描換場的標志。……