基于攝像頭的路徑信息采集系統的簡(jiǎn)易設計與實(shí)現

鑒于MC9S12DG128是HCS12系列單片機的一種，片內設有增強型定時(shí)器(ECT)，具有輸入捕捉功能，可通過(guò)捕捉系統時(shí)鐘脈沖來(lái)檢測導引線(xiàn)。這樣，計算單片機相應階段內輸入捕捉系統時(shí)鐘脈沖的個(gè)數就能反映當前的路徑信息。系統的實(shí)現如圖3所示。

系統實(shí)現

視頻信號同步分離：視頻信號分離電路主要采用視頻同步分離芯片1881，電路原理圖如圖４所示。先將經(jīng)過(guò)預處理的視頻信號通過(guò)一個(gè)濾波電路接至LM1881的2腳，為了濾除雜波，匹配阻抗，C4選取0.1μF，C2取510pF，R2取620Ω。１腳輸出行同步信號，３腳輸出場(chǎng)同步信號，在實(shí)際運用中，二者存在高頻干擾，所以必須加上低通濾波器。

選行電路：在一場(chǎng)視頻信號中共掃描312.5行，沒(méi)有必要每一行都進(jìn)行采樣，只需要選擇性的采集特定行，計算出跑道的大致形狀，同時(shí)也為后續處理留出時(shí)間。該部分電路主要由一片二進(jìn)制計數器74LS161實(shí)現，原理圖如圖5所示。對行使能信號控制行同步信號的開(kāi)關(guān)，通過(guò)對撥碼開(kāi)關(guān)的設置，可對行同步2、4、8、16分頻，選擇采集不同的行。本文在調試過(guò)程中設置成4分頻。

二值化電路

視頻信號的二值化主要由芯片MAX941完成，通過(guò)調節滑動(dòng)變阻器的阻值來(lái)改變閾值電壓。經(jīng)反復試驗本文將閾值定在2.55V。防止黑色導引線(xiàn)的邊界處出現毛刺干擾，在二值化輸出端加上RC低通濾波電路。電路圖如圖6所示。

時(shí)序關(guān)系：在上述幾個(gè)電路模塊中，使用了門(mén)電路、計數器、比較器，使原有的時(shí)序關(guān)系發(fā)生了變化，后續編程處理和系統的可靠性受到挑戰。在比較器的輸出端加入兩片非門(mén)，增大延時(shí)，情況得到改善。最后得到的時(shí)序關(guān)系如圖7所示。其中a為場(chǎng)同步，b為行同步，c是經(jīng)過(guò)4分頻后的行同步信號，d為二值化后的視頻信號，包含著(zhù)路徑信息。