基于摄像头循迹的智能汽车路径识别研究

Ｄ Ｏ Ｉ ： １ ０ ． ３ ９ ６ ９ ６ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． ２ ０ ９ ５ － ５ ５ ５ ３ ． ２ ０ １ ３ ． ０ ５ ． ０ ６ ２
基于摄像 头循 迹的智能汽车路径识别研究
朱凤 武 ， 于丰 华 ，韩 雨 ， 雷宇桥 ，胡 玉 杰
（ 吉林农 业大学 工程 技术学 院 ，吉林 长春 ，１ ３ ０ １ １ ８ １
第 ３ ４卷 第 ５期 ２ ０１ ３年 ９月
中国农机化学报
Ｊ ｏ ｕ ｒ ｎ ａ ｌ ｏ ｆ Ｃ ｈ ｉ ｎ ｅ ｓ ｅ Ａ ｇ ｒ ｉ ｃ ｕ ｌ ｔ ｕ ｒ ａ ｌ Ｍｅ ｃ ｈ ａ ｎ ｉ ｚ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ
Ｖｏ １ ． ３ ４ ＮＯ． ５ Ｓ ｅ ｐ ． ２０１ ３
Ｊ ｏ ｕ ｒ ｎ ａ ｌ ｏ ｆ Ｃｈ ｉ ｎ ｅ ｓ ｅ Ａｇ ｒ ｉ ｃ ｕ ｌ ｔ ｕ ｒ ａ ｌ Ｍｅ ｃ ｈ ａ ｎ ｉ ｚ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ， ２ ０ １ ３ ， ３ ４ （ ５ ） ： ２ ５ ６ ２ ５ ９
０ 引言
当今 汽 车 产业 发 展非 常 迅速 ，有业 内人 士分 析 ．
如何 解 决 这 些 问题 就 显 得 十 分 重 要 ．于 是 智 能 汽 车
图 １ 测试 跑道
Ｆ ｉ ｇ ．１ Ｔ ｅ ｓ ｔ ｔ ｒ ａ ｃ ｋ
的 概 念 近 些 年 被 提 出 作 为 解 决 上 述 问 题 的 一 种 方 法 。本 文 介 绍 了 以 ０ Ｖ ７ ６ ２ ０数 字 摄 像 头 来 采 集 路 面 信息 ，以 Ｋ ６ ０单 片 机 作 为 控 制 核 心 ．进 行 图 像 处
较高 ：Ｃ ＭＯ Ｓ摄像 头体 积小 ，耗 电量小 ，图像稳 定性
较 高 ．电路 设 计 比较 简 单 ，工 作 在 ５ ｖ 电压 下 即可 ．
不 用另 作升压 电路 。减 少 了设计 难度 因此 ．经过 实
验论证 之后 决定采 用 Ｃ ＭＯ Ｓ摄像头
本 文路 径识 别 系统 的信号 采集 部分所 使用 的传 感
，
朱 Βιβλιοθήκη Baidu武 ， 于丰 华 ， 韩雨 ， 雷 宇 桥， 胡 玉杰 ． 基 于摄 像 头循 迹 的智 能汽 车 路径 识 别研 究 ［ Ｊ ］ ． 中国农 机化 学 报， ２ ０ １ ３３ ４ ｆ ５ ） ： ２ ５ ６ ～ ２ ５ ９
Ｚ ｈ ｕ Ｆ ｅ ｎ ｇ ｗ ｕ ， Ｙ ｕ Ｆ ｅ ｎ ｇ ｈ ｕ ａ ， Ｈａ ｎ Ｙ ｕ ， Ｌ ｅ ｉ Ｙ ｕ ｑ ｉ ａ ｏ ， Ｈｕ Ｙ ｕ ｊ ｉ ｅ ． Ｐ ａ ｔ ｈ ｒ ｅ ｃ ｏ ｇ ｎ ｉ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｌ ｇ ｏ ｉ ｒ ｔ ｈ ｍ ｆ ｏ ｒ ｉ ｎ ｔ ｅ ｌ ｌ ｉ ｇ ｅ ｎ ｔ ｖ ｅ ｈ ｉ ｃ ｌ ｅ ｂ ａ ｓ ｅ ｄ ｏ ｎ ｃ ａ ｍ ｅ ｒ ａ ｆ Ｊ ］ ．
２ 控 制 系统 的 信 号 采 集
２ ． １ 图像 采集
理 、路径 识 别 并 做 出路 况 判 断 的一 种 智 能 汽 车路 径
识 别算 法
目前 以 图像 传 感 器 作 为智 能 车 路 径 识 别 采 集 系
统 ．应 用 比 较 多 的 图 像 传 感 器 主 要 分 为 Ｃ Ｃ Ｄ 和 Ｃ ＭＯ Ｓ两大 类 。Ｃ Ｃ Ｄ摄像 头具 有对 比度 高 、动 态特 性 好 的优 点 ．但需 要工 作在 １ ２ Ｖ 电压 下 ．对于整 个系统 来 说过 于耗 电 ，并且 电路设 计也 比较 复杂 ．成 本相 对
未来 几 年 汽 车产 销将 继 续保 持 增 长 ．预计 ２ ０ １ ５年 达 到２ ５ ０ ０万辆 。但 随之 带来 的城 市交 通拥 堵 、交 通事 故也 随之 增加 。有统 计显示 ８ ０ ％以上 的交通拥 堵 和交 通 事故 是 由于人 为原 因造 成 的 ．随着 汽 车 越 来 越 多
１ 系统 概 述
智 能车 系 统 的总 体工 作模 式 为 ：０ Ｖ ７ ６ ２ ０图像传
感器 拍 摄 赛 道黑 白 图像 ，输 出 Ｐ Ａ Ｌ制 式 信 号 ．通过
奇 、偶 场信 号 、行 同步 信 号输 入 到 Ｋ ６ ０微 控 制 器 进 行软 件二值 化 。进一 步处理 获得 主要 的赛 道信 息 ：将 获得 的赛 道信息 经过 滤波后 进行 分析 ．得 到相 应 的路 径识 别 （ 直道 、弯 道 、坡路 、十字 路 口等１ ，根 据所识 别 的路 况 ．单 片机 通 过 Ｐ ＷＭ 编 程来 控 制 电机 的速 度 和 舵机 的转 角 整 个智 能车 系 统 由 ７ ． ２ Ｖ 充 电 电池 提 供 电力 。 测 试 跑 道 采 用 普 通 白色 Ｋ Ｔ板 ．宽 度 为 ５ ０ ｃ ｍ． Ｋ Ｔ板 两边各 有约 ２ ． ５ ｃ ｍ的黑 色胶 带 如 图 １ 所 示
路 径识 别结 果 进 行 ｒ 分析 。 关 键 词 ：０ Ｖ ７ ６ ２ ０ ；算法 ；路 径 识 别 ：Ｋ ６ ０
、
“ 不全列’ ’算 法 等路 径 识 别 算 法 ．并 对
中 图分 类号 ：Ｔ Ｐ ２ ７ ３
文 献标 识 码 ：Ａ
文章 编 号 ：２ ０ ９ ５ — ５ ５ ５ ３ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ５ — ０ ２ ５ ６ — ０ ４
摘 要 ：介 绍 了 基 于 ０ Ｖ ７ ６ ２ ０ 摄 像 头 传 感 器 进 行 图 像 采 集 ，并 通 过 飞 思 卡 尔 公 司 的 ３ ２位 单 片 机 ＭＫ ６ ０ Ｄ Ｎ ５ １ ２ Ｚ Ｖ Ｌ Ｑ １ ０进 行 图像 处 理 ，对 智 能 汽 车 的路 径 识别 方法 进 行 了研究 ， 同时 分 析 了 ‘ ‘ 全 白 ”算 法
器为 Ｏ ｍ ｎ ｉ Ｖ ｉ ｓ ｉ ｏ ｎ公 司 的 Ｃ ＭＯ Ｓ图 像 传 感 器 ．Ｃ ＭＯ Ｓ 摄 像头 又分 为数 字和模 拟 两种 ．而数 字摄像 头 和模 拟