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摄像头组——机械设计 机械设计 摄像头组
此外，摄像头所架的高度一定要适宜。架得过高会导致小车的视野过 此外，摄像头所架的高度一定要适宜。 看到的黑线变得太细，还会导致智能车的重心太高， 大，看到的黑线变得太细，还会导致智能车的重心太高，使智能车快 速过弯时容易翻车；架得太低又会影响前瞻，带来反光的问题， 速过弯时容易翻车；架得太低又会影响前瞻，带来反光的问题，影响 采样。合适的高度要既满足小车的重心要求，又保证前瞻距离。 采样。合适的高度要既满足小车的重心要求，又保证前瞻距离。
一般的调试步骤为: 一般的调试步骤为 电源调试——单板调试 单板调试——联调。 联调。 电源调试 单板调试 联调 调试不仅包括软件调试，还包括硬件调试。 调试不仅包括软件调试，还包括硬件调试。
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调试的常用方法
（1）电路检查法 ） （2）电压测量法 ） （3）电流测量法 ） （4）电阻测量法 ） （5）信号注入法 ） （6）其他方法 ）
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硬件设计——路径识别单元 路径识别单元 硬件设计
要能有效地采样摄像头视频信号，首先要处理好的技术问题就是能提 要能有效地采样摄像头视频信号， 取出摄像头信号中的行同步脉冲、消隐脉冲和场同步脉冲。否则， 取出摄像头信号中的行同步脉冲、消隐脉冲和场同步脉冲。否则，单 片机将无法识别所接收到的视频信号处在哪一场， 片机将无法识别所接收到的视频信号处在哪一场，也无法识别是在该 场中的场消隐区还是视频信号区， 场中的场消隐区还是视频信号区，更无法识别是在视频信号区的第几 行。 要处理好行同步脉冲和场同步脉冲提取的问题， 要处理好行同步脉冲和场同步脉冲提取的问题，有以下两种可供参考 的方法。 的方法。
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谢谢观赏
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软件设计——控制策略及控制算法 控制策略及控制算法 软件设计
1．赛道参数的计算 偏差的计算 曲率的计算 2．转向控制 分段比例控制 前馈补偿控制 3．速度控制 模糊控制设定速度 PID控制调整速度 PID控制调整速度
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调试
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软件设计——图像滤波算法 图像滤波算法 软件设计
在图像滤波算法中，主要应考虑以下几个方面： 在图像滤波算法中，主要应考虑以下几个方面：
首先，根据图像模型去噪，黑线在边缘，则可能是由于摄像头的视野太窄或 智能车身不正导致在过弯道时只能看到部分黑色引导线 其次，在理想的情况下，如果某一行求取的中心线位置与相邻的两行都相差 很大，则可以认为该行数值错误，抛弃该行的数据或使用其前后两行数据的 平均值来替代该错误数值用以校正。
安装摄像头的底座和支杆应使用刚度大、质量轻的材料，以防晃动。 安装摄像头的底座和支杆应使用刚度大、质量轻的材料，以防晃动。
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摄像头组——硬件设计 硬件设计 摄像头组
HCS12控制核心 HCS12控制核心 电源管理单元 路径识别单元
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方法一：直接采用A/D转换进行提取。当摄像头信号为行同步脉冲、消隐 方法一：直接采用A/D转换进行提取。当摄像头信号为行同步脉冲、消隐 脉冲或场同步脉冲时，摄像头信号电平就会低于这些脉冲模式之外时的摄 像头信号电平。据此，可设一个信号电平阈值来判断A/D转换采样到的摄 像头信号电平。据此，可设一个信号电平阈值来判断A/D转换采样到的摄 像头信号是否为行同步脉冲、消隐脉冲或场同步脉冲。 方法二：就是给单片机配以合适的外围芯片，此芯片要能够自己提取出摄 像头信号的行同步脉冲、消隐脉冲和场同步脉冲，以供单片机控制之用。
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摄像头组——软件设计 软件设计 摄像头组 摄像头方案具体主程序流程图
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摄像头组——软件设计 软件设计 摄像头组
初始化算法
图像采集算法
图像滤波算法
控制策略及控制算法
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软件设计——初始化算法 初始化算法 软件设计
（1）采用稳压管芯片LM2576将电源电压稳压到5 V后，给单片机系统电路、 ）采用稳压管芯片LM2576将电源电压稳压到5 V后，给单片机系统电路、 车速检测的转角编码器电路供电，且为后面的升压降压做准备； （2）经过一个二极管降至6.5 V左右后供给转向伺服电机； ）经过一个二极管降至6.5 V左右后供给转向伺服电机； （3）直接给直流驱动电机、驱动芯片MC33886电路供电； ）直接给直流驱动电机、驱动芯片MC33886电路供电； （4）采用升压芯片B0512S将5 V电压升压到12 V后，给摄像头供电； ）采用升压芯片B0512S将 V电压升压到12 V后，给摄像头供电； （5）采用稳压芯片LT1764将5 V电压稳压到2.5 V后，作为单片机A/D模 ）采用稳压芯片LT1764将 V电压稳压到2.5 V后，作为单片机A/D模 块参考电压。
1．锁相环的设置 2．脉冲宽度调制（PWM）初始化 脉冲宽度调制（PWM） 3．定时中断及输入捕捉通道的初始化 4．A/D转换模块初始化 A/D转换模块初始化 5．外部中端（IRQ）的初始化 外部中端（IRQ）
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软件设计——图像采集算法 图像采集算法 软件设计
图像信号采集作为整个控制算法的基础，具有举足轻重的地位，同时 图像信号采集作为整个控制算法的基础，具有举足轻重的地位， 也是智能车软件设计的一个技术难点。其设计得好坏与否，直接关系 也是智能车软件设计的一个技术难点。其设计得好坏与否， 到智能车的整体性能。 到智能车的整体性能。
河南科技大学 智能车大赛
摄 头组
智能车——摄像头组 摄像头组 智能车
1
机械设计 机械设计
2
硬件设计 硬件设计
3
软件设计
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摄像头组——机械设计 机械设计 摄像头组
摄像头方案机械设计的不同主要体现在摄像头传感器的安装上， 摄像头方案机械设计的不同主要体现在摄像头传感器的安装上，而舵 机及车速检测单元的安装基本同光电管一样。 机及车速检测单元的安装基本同光电管一样。下面我们将重点介绍摄 像头传感器安装这一问题。 像头传感器安装这一问题。
Hale Waihona Puke 摄像头的作用是检测道路的信息，相当于人的眼睛，需要具有前瞻性。 摄像头的作用是检测道路的信息，相当于人的眼睛，需要具有前瞻性。 其视野范围和前瞻距离决定了小车的过弯性能和速度。 其视野范围和前瞻距离决定了小车的过弯性能和速度。所以摄像头的 安装方式要适当。我们选择的是正向安装，正向安装摄像头， 安装方式要适当。我们选择的是正向安装，正向安装摄像头，尽管水 平方向的视野开阔一些，不至于迷失黑线跑出赛道。 平方向的视野开阔一些，不至于迷失黑线跑出赛道。
硬件设计—— HCS12控制核心 硬件设计 控制核心
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硬件设计——电源管理单元 电源管理单元 硬件设计
摄像头方案的电源管理单元就显得复杂得多。 摄像头方案的电源管理单元就显得复杂得多。根据系统各部分正常工 作的需要，各模块的电压值可分为2.5 作的需要，各模块的电压值可分为2.5 V, 5 V, 6.5 V, 7.2 V, 12 V五个挡，主要包含以下五个方面： 五个挡，主要包含以下五个方面：