攝像頭黑線識別算法和賽車行駛控制策略

　　表1 普通180 度彎

　　序列 1 2 3 4 5 6

　　CURVE 9 24 13 18 23 5

　　表2 S彎

　　序列 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

　　CURVE 5 22 6 43 18 32 6 52 7 6

　　觀察表1 和表2 可以得到在彎道中 curve 數(shù)值一般都大于10， 偶爾在切線位置處出現(xiàn)小于10 的情況，但是作為彎道的判斷已經(jīng)足夠了，而且隨著曲率半徑的減小 curve 值也會相應(yīng)的增大。因此可以根據(jù)curve 的值來設(shè)置幾個閥值，判斷賽車前方的路況信息，決定賽車是否減速。同時速度控制算法可以采用以curve 為變量的P 控制：

　　(3)

　　但是轉(zhuǎn)向舵機的控制如果也采用以curve 為參數(shù)的P 控制算法，雖然可以快速沖過S 彎，并且普通彎道也能夠在內(nèi)側(cè)行駛;不過這樣要冒撞到賽道邊沿標(biāo)志桿的風(fēng)險。所以為了能夠準(zhǔn)備可靠的通過各種彎道，可以采取轉(zhuǎn)向舵機的P 控制：

　　(4)

　　其中：(5)

　　(5)

　　并且：STEER_CENTER：舵機轉(zhuǎn)向中心

　　X：當(dāng)前黑線位置

　　STEER_LEFT, STEER_RIGHT：舵機左、右轉(zhuǎn)極限

　　Video_center：攝像頭圖像中心

　　LINE_MAX, LINE_MAX：攝像頭圖像左右極限位置

　　結(jié)語

　　本文力圖在攝像頭的圖像信息已經(jīng)能夠較為準(zhǔn)確可靠的采集10× 78 的基礎(chǔ)上，探討并研究了黑色引導(dǎo)線的邊沿提取算法，并且通過實驗確定了合適的黑白色閥值;獲得了穩(wěn)定可靠的黑線位置數(shù)據(jù)。然后在該算法的基礎(chǔ)上，利用10 行中每行黑線位置與平均位置的偏差之和來對賽道進行判斷;判斷接下來的是直道還是彎道，同時還可以判斷彎道的彎曲程度;然后決定速度控制策略和舵機轉(zhuǎn)向策略。實踐表明，采用此算法和控制策略可以使賽車獲得較快的行駛速度和可靠的轉(zhuǎn)向性能。

　　參考文獻：

　　1. 張曉飛、袁祥輝，基于DSP 成像系統(tǒng)的視頻圖像采集部分的實現(xiàn)，壓電與聲光，第24卷，第3期. 2002年6月

　　2. National Semiconductor. LM1881 Video Sync Separator General Description. April 2001

　　3. Freescale Semiconductor，Inc，MC9S12DG128 Device User Guide http://www.freescale.com.cn/