攝像頭智能循跡小車設(shè)計(jì)方案

　智能循跡小車可以根據(jù)前端攝像頭的輸入圖像識(shí)別出道路狀況，通過(guò)優(yōu)化智能車的軟硬件設(shè)計(jì)，能夠確保其在不同環(huán)境下行駛的快速性和準(zhǔn)確性，本文以Kinetis60為核心處理器，完成了智能車路徑檢測(cè)、速度檢測(cè)、數(shù)據(jù)傳輸模塊、電機(jī)舵機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)，并在此基礎(chǔ)上提出了一種利用攝像頭實(shí)時(shí)圖像進(jìn)行智能車循跡判斷的方法，能夠提取出精確的路徑特征信息，實(shí)踐證明該方法具有可行性。
　　隨著智能交通系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用，智能車的系統(tǒng)控制也逐步成為一項(xiàng)新興技術(shù)，該領(lǐng)域涵蓋了控制、模式識(shí)別、傳感技術(shù)、電子、電氣、計(jì)算機(jī)、機(jī)械等多個(gè)學(xué)科。本方案采用攝像頭作為信號(hào)采集的傳感器，根據(jù)攝像頭采集的圖像進(jìn)行精密計(jì)算，確定速度參考和舵機(jī)轉(zhuǎn)向參考。攝像頭組的智能車對(duì)于道路信息預(yù)測(cè)能力強(qiáng)，而且攝像頭對(duì)道路的探測(cè)精細(xì)，視角范圍大，因此受到眾多智能車設(shè)計(jì)者的歡迎。但攝像頭圖像受周圍光線的影響大；算法運(yùn)算量大，算法復(fù)雜，需要占用較多的NCU資源，因此其中圖像識(shí)別算法的設(shè)計(jì)成為系統(tǒng)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵步驟。
　　1系統(tǒng)設(shè)計(jì)
　　智能車系統(tǒng)由核心處理器KINETIS60、路徑檢測(cè)模塊、起跑線檢測(cè)模塊、車速檢測(cè)模塊、電源模塊，無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸模塊、電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊、舵機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊組成。其中攝像頭組的路徑檢測(cè)模塊由OV7620攝像頭實(shí)現(xiàn)。
　　車速檢測(cè)模塊由編碼器構(gòu)成，實(shí)現(xiàn)速度的實(shí)時(shí)采集。電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊由八片IRF3205構(gòu)成H橋來(lái)實(shí)現(xiàn)。電源模塊由三塊LM2940組成。舵機(jī)使用S-D5連接至PWM引腳，起跑線檢測(cè)模塊由兩個(gè)TCRT5000以及一個(gè)LM339組成。無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸通過(guò)NRF24L01進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。
　　智能車由路徑傳感器采集得到前方道路的圖像，從中提取出有用信息，判斷所處的跑道類型（直道，大彎道，S彎道），確定小車的舵機(jī)轉(zhuǎn)向及車速。從而通過(guò)電機(jī)和舵機(jī)驅(qū)動(dòng)小車流暢地在跑道上行進(jìn)。系統(tǒng)框圖如圖1所示。
　　
　　圖1 總體結(jié)構(gòu)框圖