飞行器摄像头模块设计及自适应循迹算法研究

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1、飞行器摄像头模块设计及自适应循迹算法研宄杜安孙君mxgwaaM南京工程学院工业中心太阳雨集团有限公司南京工程学院机玦sw针对四旋翼飞行器循迹较为复杂、姿态难以控制的问题，设计了一套完整的摄像头循迹系统模块。采用独立的STM32单片机系统进行控制，提高了工作效率。对循迹路线进行了分析简化，得出四幅场景图像，给出了判别依据:仅需对图像横向扫描然后判断等差数列的个数，以及是否扫描到黑线的情形来判断区分四幅图像，简化了图像识别步骤，提高了程序执行效率及可靠性。PID调节实验结果表明，该摄像头循迹模块具有较强的自适应抗干扰能力。关键词：电子技术;

2、摄像头模块;循迹算法;等差数列;P1D调节;杨红莉（1980-）,女，汉族，江苏靖江人，南京大学后，南京工程学院讲师，主要研究方向为算法分析与设计，数学建模与仿真等，yanghongli10160163.com;作者简（1979-）,通讯作者，男，汉族，湖北随州人，南京大学博士研究生，南京工程学院教师，主要研宄方向为电子与通信，控制理论与控制工程等，zxy@njit.edu.cn。2016-11-19基金：南京工程学院创新基金重人项目（CKJA201410）TheDesignofCameraModuleandtheResearchofA

3、daptiveTrackingAlgorithminVehicleYANGHongliZENGXianyangDUAnguoSUNJunDepartmentofMathematicsandPhysics，NanjingInstituteofTechnology;IndustryCenter，NanjingInstituteofTechnology;SunrainCo.Ltd.;SchoolofCommunicationEngineering，NanjingInstituteofTechnology;Abstract：Inviewofth

4、eproblemsinpickingupthetrailandincontrollingtheflightattitude,asetofcompletecameratrackingsystemmodulehasbeendesignedforthefourrotoraircraft.TheindependentSTM32singlechipmicrocomputersystemisusedincontrollingtoimprovetheefficiency.Atfirst,theroutetrackingissimplifiedanda

5、nalyzed,andthenfourimagesareobtainedwhicharethediscriminantbasis,atlastthejudgmentanddistinguisharemadetotheseimagesonthenumbersofthearithmeticprogressionsandonthescanningsituationswhethertofindtheblacklineonthedata.Thiswholeprocessingimprovestheefficiencyofprogramexecut

6、ionandensurestheaccuracyofthedata.TheexperimentsunderPTDcontrollingshowthatthecameramodulefortrackinghasstrongadaptivejudgmentabilityandcontrolability.Keyword：electronictechnology;cameramodule;trackingalgorithm;arithmeticprogression;PIDcontrol;Received：2016-11-19四旋翼飞行器稳定

7、飞行控制是近年来新兴的研宄方向，特别是飞行器沿黑线稳定循迹成为科研工作者研宄的热门话题［1-3］，比较典型的循迹路线如图1所示。飞行器从A区起飞，沿直线径直飞至B区；或者飞行器从A区起飞，沿外环顺时针方向飞行到达B区，然后继续沿外环顺时针方向飞回至A区然后降落。要完成循迹飞行任务，飞行器除了具备稳定的姿态控制系统外，还需具备能实时识别循迹路线的循迹模块装置。棊于此，本文采用面阵摄像头0V7670设计丫一套完整的循迹系统，并对循迹算法做了深入研宄。图1飞行器典型循迹路线图1系统设计思路由于摄像尖数据量大，会占用较多的单片机资源，为防止对上

8、位机单片机姿态控制系统产生影响，因此本文设计的下位机循迹模块将采用独立的单片机系统进行控制，并且只有独立的按键显示人机交互系统，便于现场参数调试等。还设计了程序下载接U、上位机通信接U，DC-DC稳压电源等