１ 智 能 车 系统 的整 体 结 构
视 觉技 术智 能车 根据 功能可 分 为 ７个 部 分 ： Ｍ ９ Ｉ Ｘ １ ８为 主控 制 器 的最 小 系统 模 块 、 以 Ｃ Ｓ ２ Ｓ２ 视觉
传感器模块 、 电源管理模块 、 速度测量反馈模块 、 舵机驱动模块 、 电机驱动模块 、 无线传输模块 。如图 ｌ 示 为智能 车 系统 的整 体结 构 图。 所
电源 管理模 块将 车载 主电 源 （ ．ｖ） Ｄ ７２ 经 Ｃ—Ｄ Ｃ转 换后 ， 主控 制 器 （ｖ） 舵 机 （ｖ） 视 觉传 感 为 ５ ， ６ ， 器（ｖ ， ５ ） 电机驱 动 （Ｖ） ５ 等模块 供 电。
２ 视 觉传 感 器设 计
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０ ６ ２ 一款功 能强 大的单 芯 片 Ｃ Ｓ彩 色 数 字 图像 传 感 器 ， 有 １１７ Ｖ ６０是 ＭＯ 具 ０ ３６像 素 ，５ ３６×２２分 ９ 辨率的图像阵列 ， 能以 Ｙ Ｖ ， Ｂ Ｕ Ｇ Ｒ格式输出 ８ １ 位视频信息。由于智能车的赛道 由黑色和白色 位／ ６ 组成 ， 主控制 器 Ｍ ９ １Ｘ １８的数据 处 理速 度 相对 于 Ｏ ６２ Ｃ Ｓ２ Ｓ２ Ｖ ６０较慢 ， 因此 对 ０ ６２ Ｖ ６０采用 简单 、 准确
第３ ２卷 第 ２期
湖北 师范学院学报 （ 自然 科 学 版 ）
Ｊ ｕｎ ｌ ｆ ｕ ｅ Ｎ ｒ ａ Ｕ ｉ ｒ ｔ Ｎ ｔｒｌ ｃ ｎ ｅ ｏ ｒａ ｏ ｂ ｉ ｏｍ ｌ ｎｖ ｓ ｙ（ ａ ａ Ｓ ｉ ｃ ） Ｈ ｅｉ ｕ ｅ
ＶｏＩ３ ．２
Ｎｏ ２． ０ ２ ． ２ ｌ
１ １ 主控 制器 ．
Ｍ ９ １ Ｘ Ｉ ８具有 １ ８ Ｂ的 Ｆ Ａ Ｈ，２ Ｂ的 Ｒ Ｍ，Ｋ Ｃ Ｓ２ Ｓ２ ２Ｋ Ｌ Ｓ １Ｋ Ａ ４ Ｂ的 Ｅ Ｐ Ｏ Ｅ Ｒ Ｍ。片上集 成有 电压调节 、 在 线 调 试 、 钟产 生 、 时器 、 ／ 时 定 Ａ Ｄ转换 、 ＷＭ输 出等模 块 ， Ｐ 满足智 能 车对 主控制 器资 源 的要求 。
关 键 词 ： Ｖ ６０ 智 能 车 ； 范 围 黑线 提 取 法 ； 量 式 数 字 ＰＤ 算 法 Ｏ ６２ ； 小 增 Ｉ 中 图 分 类 号 ：Ｐ ７ Ｔ２２ 文献标识码 ： Ａ 文章 编 号 ：０９ ７ ４ ２ １ ）２ ０ １． ５ １０ ￣ １ （０ ２ ０ ． ０ ７ ０
‘ ｄ ｉ１ ． ９ ９ ｊ ｉ ｎ １ ０ ｏ ： ３ ６ ／ ． ｓ ． ０ ９—２ １ ． ０ ２ ０ ． ０ ０ ｓ ７ ４２ １ ．２ ０ ５
１ ３ 电机驱 动 ．
电机 驱 动模 块 是 由 分 离 元 器 件 ＩＦ ９ ５ ＩＦ ４ Ｎ搭 建 的Ｈ桥 ， 控 制 器 输 出 两 路 Ｐ Ｒ４０和 Ｒ Ｚ８ 主 ＷＭ控 制
收 稿 日期 ：０ ｌ ｌ— １ ２ １— １ ４
作者简介 ： 胡长晖 （９ ３ １８ 一
）男 ， ， 和单 片机与嵌入式系统 讲 主要
２５ｍ 的连 续黑 色线条 。该 黑色 线条 作 为智 能车 的行驶 导航 信号 。视 觉技术 智 能车采 用 数摄 像 头传 ．ｃ 感器检 测路 径 中心黑线 ， 沿着 黑线 快速 行驶 。通 过 提取 的路 径 黑 线 信息 ， 断路 径 的情 况 ， 而控 并 判 从
制智 能车 的行驶 方 向和行驶 速 度 。
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１ ・ ７
信 号驱 动 Ｉ４ ２ 片 ， 制 Ｈ桥 驱动 电机正 反转 。 Ｒ ４７芯 控
１ ４ 速 度反 馈 ．
采 用光 电编 码器 Ｙ ３ Ｄ一（ Ｓ ２ Ａ一 ０ 脉 冲数 ２０ 具有 功耗 低 ， 冲击 ， 量轻 的特点 。 Ｚ０ ４ ）一 Ｎ ２０， ０， 抗 重
１ ５ 电源 管理 ．
况不同， 因此使用 Ｏ ６ ２ 亮度信号 Ｙ就能很好 的达到采集检测路径信息的 目的。抛弃色彩信号 Ｕ Ｖ６ｏ 、 Ｖ也 直接 的减 轻 了主控制工 作量 。在 Ｙ Ｖ格式 的 ８位视 频 数据 输 出模 式下 ， Ｖ ６ ０的 Ｙ管 脚 除 了 Ｕ Ｏ ６２
基 于 视 觉 技 术 智 能 车 系统 的 设 计
胡长晖 ， 叶梦 君 ， 张先 鹤 ， 李 鹏 ， 张佳 锐 ， 梅 真
（ 湖北 师范 学院 机 电与控 制 工程 学院 ， 湖北 黄石 ４ ５０ ） ３０２
摘 要 ： 绍了一种以 Ｏ ６ ２ 介 Ｖ ６０数字摄像 头为视觉传感 器的 自循 迹智能 车 系统 ， 详细 阐述 了视 觉传感 器有 效 信 号的小范 围黑线提取 法 ， 用增量式数 字 ＰＤ控 制算 法， 采 Ｉ 实现 智 能车调速 。实验 测试 表明 ， 本智 能车 系 统具有 良好的稳 定性 、 快速性和前瞻性 。
的控制 方法 最好 。
图 １ 智 能 车 系统 整 体 结 构 图
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图 ２ ０ ６２ Ｖ ６ ０与主 控 制 电路
本智 能 车系统 采用 Ｙ Ｖ格 式输 出 ８位视频 信息 ， 中 Ｙ表 示亮 度 信号 ， Ｖ表 示 色彩 信 号 。 由 Ｕ 其 ｕ、 于 智能 车信号 采集 的 目的主要 是 为 了区分路 径 的 白色底板 和 黑色 导航 线 ， 白色 和 黑色 对 光 的反 射情
１ ２ 视 觉传 感器 ．
视 觉传 感 器可 以选 择模 拟摄 像 头或 数 字摄 像 头 ， 拟摄 像 头存 在 消 耗 Ｃ Ｕ资源 多 ， 点个 数 少 模 Ｐ 取 等 缺点 ， 数值 摄像 头避 免 了模拟摄 像 头 的缺点 ， 出信号 稳定 、 靠 因此 本 智 能 车系 统 采用 数 字摄 输 可 像 头 Ｏ ６２ Ｖ ６０作 为视觉 传感 器 。
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０ 前 言
视 觉 技术 、 感技 术和 控制 技术 的融 合是 是 当今科 技研究 的热点 ， 已经在 各行 各 业取 得成 功 ， 传 并 具 有 重 要 的 研 究 和 应 用 价 值 。 觉 技 术 智 能 车 系 统 行 驶 的 路 径 为 白色 Ｋ 板 ， 径 中心 有 宽 度 为 视 Ｔ 路