基于图像的智能循迹小车设计-论文.pdf

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1、30农机使用与维修2015年第5期doi：10．14031／j．cnki．niwx．2015．05．019基于图像的智能循迹小车设计雷永刚，吴文静(中原工学院，郑州450007)摘要设计一种智能循迹小车，采用Kinetis60单片机作为主处理器，利用0V7620摄像头获取轨迹图像信息．通过HSI双自适应阈值分割法处理轨迹图像，经游程编码技术得到轨迹的中心坐标信息，获取引导线。然后利用获取的信息。结合增量式PID算法实现对舵机和电机的灵活控制，从而让智能小车循迹行驶。关键词Kinetis60单片机HSI双自适应阈值分割法游程编码PID算法舵机DesignofIn

2、telligentTrackingCarBasedonImageLEIYong—gang，WUWen—jing(ZhongyuanUniversityofTechnology，HenanZhengzhou450007，China)ABSTRACT：Anintelligenttrackingcarbasedonimagewasdesigned。andthemaincontrollerwasKinetis60micIl(】controller．Trackingimageinformationcanbeaccessedbyov7620cameraandtrackin

3、gimagecanbeprocessedbyHSIdualadaptivethresh0ld，divisionmethod．Thecentercoordinatesoftrajectorycanbeobtainedbyrun—lengthcodingtechnique，andthentheguidelinewasfiguredout．TheobtainedinformationwhichwascombinedwiththeincrementalPIDalgorithmcanrealizetheflexiblecontrolofthesteeringgearan

4、dmotor，SOthatintelligenttrackingcarisrealized．Keywords：Kinetis60microcontroller；HSIdualadaptivethresholddivisionmethod；run—lengthcoding；PIDalgorithm；Steeringgear0引言而让智能小车自主循迹行驶。智能小车是机器人大家庭中的一员，它是典型的机电一体化产品，智能循迹小车具有环境感知、自主决策、自动行驶等功能]，汽车的高智能化是未来汽车领域发展的一个趋势，同时它的发展也渗人到社会的各个领域。本文设计一种智能循迹

5、小车，采用Kinetis60单片机作为主处理器，利用0V7620摄像头获取轨迹图像信息，通过HSI双自适应阈值分割法处理轨迹图像，经游程编码技术获取轨迹的中心坐标信息，然后利用获取的信息，结合增量式PID图l系统整体方案设计框图算法实现对舵机和电机的灵活控制，从而让智能小车自主图像采集及处理循迹行驶。。在视觉系统中，大多采用CCD作为摄像输入系统，该1系统整体方案设计智能循迹小车采用0V7620摄像头采集轨迹图像信息，该该智能循迹小车的硬件系统主要由主控模块Kine-摄像头具有CMOS彩色／黑白图像传感器，其典型的数tis60、电源模块、图像采集模块、舵机转向

6、模块、电机驱动据输出格式为RGB，该方案采用CMOS黑白图像传感器，模块、无线通讯模块、车速检测模块等构成，系统整体方案这样可以避免处理器处理能力不足的问题。设计框图如图1所示。2．1图像分割图像采集模块通过0V7620摄像头获取轨迹图像信在对图像处理中，广泛使用的色彩空间有HSI、YUV、息，然后采用HSI双自适应阈值分割法经主控模块处理，RGB等，若采用RGB颜色模型，可以直接使用0V7620摄利用游程编码技术可以获取一些用于对舵机和电机控制像头的输出值，而不需再换算，可以保证系统的实时性。等有用的信息。该智能循迹小车采用舵机转向机构，从而然而，由于RGB

7、颜色值分布很分散且三个分量相关性较使智能循迹小车的转向更灵活，通过车速检测模块检测电高，造成不容易确定识别RGB的阈值范围，导致对轨迹识机转速，采用增量式PID算法实现对电机的灵活控制，从别不准确。2015年第5期农机使用与维修31该方案采用色调和饱和度作为主要识别参数，这样能程编码技术对目标像素进行区域融合，其过程分为三个阶够提升识别的准确性。由于亮度，决定了饱和度S，那么段，如图2所示。根据亮度，的等级来对饱和度

8、s的值进行动态调整，调整经过区域融合的三个阶段，计算得出了目标图像的中后的值为5，从而实现对图像的分割。因此，该方案选用心即引导线的中心坐标信息

9、，引导线的中心坐标计算公式HSI模型作