攝像頭黑線(xiàn)識別算法和賽車(chē)行駛控制策略

　　但是對于比賽來(lái)說(shuō)，賽道是在白色底板上鋪設黑色引導線(xiàn)，因此它的干擾信息會(huì )少很多。所以對于比賽的黑線(xiàn)檢測來(lái)說(shuō)40 行已經(jīng)太多了：只要在單行上有足夠多的信息點(diǎn)，較少的行數就可以實(shí)現對黑線(xiàn)的檢測;在綜合了實(shí)踐比對之后，最終方案決定采用10 行的信息來(lái)判斷前方是直道還是彎道。

　　前面主要簡(jiǎn)單介紹了單板攝像頭的信號特點(diǎn)，以及用于控制算法處理的原始圖像信息。并且進(jìn)一步通過(guò)實(shí)驗決定了最終黑線(xiàn)提取算法所需要采用的圖像信息行數;接下來(lái)將詳細分析和研究黑線(xiàn)提取算法以及通過(guò)該算法來(lái)進(jìn)行速度和轉向控制。

　　單行黑線(xiàn)提取算法

　　前面提到了攝像頭圖像信息的特點(diǎn)，接下來(lái)將結合比賽賽道的圖像特點(diǎn)來(lái)提出相應的黑線(xiàn)提取算法-邊沿檢測算法。由于比賽賽道是在白色底板上鋪設黑色引導線(xiàn)，因此干擾比較小，黑線(xiàn)提取較為容易。很自然的就想到了圖像處理算法中較為簡(jiǎn)單的邊界提取算法。由于黑色賽道和白色底板之間的色差較大，直接反映在圖像數據中就是大于一個(gè)黑白色閥值。通過(guò)實(shí)驗可以基本上確定該閥值的大小，根據現場(chǎng)光線(xiàn)的變化影響會(huì )有略微的變化。但是該閥值基本上介于22-30 之間。因為可以通過(guò)判斷相鄰數據點(diǎn)的差是否大于該閥值，作為邊沿提取算法的依據和主要參數。

　　該算法的主要過(guò)程為：

　　1， 從最左端的第一個(gè)有效數據點(diǎn)(12)開(kāi)始依次向右進(jìn)行

　　閥值判斷：由于實(shí)際中黑白賽道邊沿可能會(huì )有模糊偏差，導致閥值并不是簡(jiǎn)單的介于相鄰的兩個(gè)點(diǎn)之間，很可能要相隔兩個(gè)點(diǎn)(參考圖2)。因此：

　　2，第line 為原點(diǎn)，判斷和line+3 的差是否大于閥值，如果是則將line+3 記為i，從i 開(kāi)始判斷在接下來(lái)的從i+3 到該行最末一個(gè)點(diǎn)之間的差值是否大于閥值，如果大于則將line+i/2+2 的坐標賦值給黑線(xiàn)中心位置(參考圖4)。

　　圖4 單行黑線(xiàn)提取算法