基于攝像頭的路徑信息采集系統的簡(jiǎn)易設計與實(shí)現

輸入捕捉：MC9S12DG128單片機的外部晶振為16MHz，，由于輸入捕捉寄存器為16 位，其計數值最大為65535，需要對系統時(shí)鐘進(jìn)行分頻處理，設分配系數為a，其中

a=2-n，(n=0,1,2…7)            (1)
則分頻后的系統時(shí)鐘可由(2)式得，
f1=f0×a=16MHz×2-3=2MHz  (2)

即最小單位為0.5μs，對應的跑道采集精度，遠處的分辨率為0.4cm，近處的為0.2cm ，完全符合路徑識別的要求。輸入捕捉的觸發(fā)方式設置成任意沿捕捉，這樣可以簡(jiǎn)化硬件電路的設計。以，僅僅需要計算幾個(gè)沿變化之間輸入捕捉系統時(shí)鐘脈沖的個(gè)數，就能精準的反映當前的路徑信。對應圖2，BC段是黑線(xiàn)，DE段是同步頭，AB與CD段反映的是左右視場(chǎng)邊沿到黑線(xiàn)的距離，在后續處理中，可以利用這些信息方便的計算出跑道的曲率和斜率。由于黑色導引線(xiàn)的寬度是一定的，每行有效圖像掃描時(shí)間都約為59.3μs，根據這些信息就可以剔除明顯的壞點(diǎn)，增強系統得抗干擾能力。

軟件實(shí)現：為了節約系統時(shí)間，在編程中主要采用中斷處理，并且設置成上升沿觸發(fā)。在場(chǎng)中斷期間，先調用屏蔽場(chǎng)同步消隱子程序，把成像效果不好的部分濾除掉，隨后打開(kāi)行中斷。當經(jīng)過(guò)分頻后的行同步頭到來(lái)時(shí)，開(kāi)始捕捉圖像信號的4個(gè)任意沿，在相應兩個(gè)沿之間，所捕捉到的系統時(shí)鐘脈沖個(gè)數就反映了當前的路徑信息。另外，為了消除偶然誤差的影響，在不降低系統速度測量精度的前提下，通過(guò)使用軟件上的循環(huán)隊列算法，保證了路徑信息的準確性。循環(huán)隊列的具體實(shí)現過(guò)程為：通過(guò)設置一個(gè)長(cháng)度為L(cháng)的隊列，每發(fā)生一次輸入捕捉中斷就進(jìn)行一次入隊操作，由隊列“先進(jìn)先出”的性質(zhì)，即替換最先入隊數據，能夠保證將最新的刷新數據進(jìn)行數據處理并進(jìn)行控制，提高了控制的實(shí)時(shí)性。該系統部分軟件流程圖如圖8所示。

結語(yǔ)

若采用片內A/D采集，在最高時(shí)鐘頻率2MHZ的情況下，進(jìn)行一次10位精度A/D轉換的時(shí)間為7μs。這樣，采集的圖像每行只有8個(gè)像素，圖像分辨率過(guò)低。如果采用超頻的手段來(lái)補償，又會(huì )降低系統的可靠性。而本文采集的圖像數據分辨率為128×64,每行有128個(gè)像素，并且分辨率留有進(jìn)一步提高的余留量，軟件的編寫(xiě)也比較簡(jiǎn)單。但是該方法目前還不能區分圖像的灰度，是以后需要改進(jìn)之處。

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