[发明专利]一种基于灰度摄像头检测的智能车控制系统及方法

权利要求书

1.一种基于灰度摄像头检测的智能车控制系统，其特征在于，所述基于灰度摄像头检测的智能车控制系统包括：

传感器检测模块，用于利用CMOS灰度摄像头、超声波测距传感器以及电磁感应装置获取道路信息；同时用于利用增量式编码器获取小车实时速度数据；

核心处理器，采用单片机作为核心处理器；用于基于图像处理算法、PID算法对传感器检测模块检测到的各种数据进行相应处理，获取小车期望速度，进行障碍物识别；同时进行小车速度的变换控制和舵机转向控制；

输出执行机构，包括舵机、电机以及小车，用于执行核心处理器发出的指令。

2.如权利要求1所述基于灰度摄像头检测的智能车控制系统，其特征在于，所述基于灰度摄像头检测的智能车控制系统进一步包括：

单片机、CMOS灰度摄像头、超声波测距传感器、电磁感应装置、舵机、电机以及电源模块电路、传感器模块电路、驱动电路、时钟电路，复位电路和指示灯电路；

所述CMOS灰度摄像头位于舵机后方，所述电磁感应装置安装于舵机前方，所述超声波传感器安装于舵机前部；

所述电源模块电路包括：利用锂电池提供电源的电源硬件电路，以及多个稳压电路；

所述稳压电路包括：

3.3V电压，用于为单片机，CMOS摄像头提供电压；

5V电压，用于为超声波传感器，增量式编码器以及OLED显示、指示灯及其他接口提供电压；

6V电压，用于为舵机提供工作电压；

7.2V电压，直接取用锂电池两端的电压，用于为电机提供电压；

所述传感器模块电路、驱动电路、时钟电路，复位电路和指示灯电路均与单片机连接。

3.一种应用于如权利要求1-2所述基于灰度摄像头检测的智能车控制系统的基于灰度摄像头检测的智能车控制方法，其特征在于，所述基于灰度摄像头检测的智能车控制方法包括：

步骤一，进行时钟初始化，编码器正交解码初始化，舵机与电机PID参数初始化，摄像头初始化，舵机与电机初始化，按键初始化，中断初始化，LCD初始化；并调整模块运行参数；

步骤二，判断图像采集是否正常，若正常则转入步骤三，若不正常则启动电磁感应装置根据电磁引导线进行寻迹，并则转入步骤四；

步骤三，利用摄像头采集图像，并对采集的图像进行信息预处理，转向步骤四；

步骤四，判断是否进出入特殊赛道，若是，则对特殊赛道元素进行处理；若否，则进行正常中线拟合；

步骤五，根据提取到的边界拟合中线，控制舵机转向；

步骤六，判断是否到达终点，若是，则停止控制小车；若否，则返回步骤二。

4.如权利要求3所述基于灰度摄像头检测的智能车控制方法，其特征在于，所述步骤二之前还需进行：

首先，将摄像头对准赛道，获取图像；

其次，将获取的图像传入上位机中，并截取部分图像；

然后，将截取的图像导入Matlab中进行梯形校正，逆透视变换，调整参数，生成图像校正表和反矫正表；

最后，把生成的校正表导入单片机中，进行图像矫正。

5.如权利要求3所述基于灰度摄像头检测的智能车控制方法，其特征在于，步骤二中，所述图像信息预处理包括：

确定采集图像大小，对图像进行压缩，使用跳变沿阈值判断黑白分界用以确定赛道边界；

步骤四中，所述对特殊赛道元素进行处理包括：

(1)直接遍历扫描最底部三行的图像，根据跳变沿提取边界；

(2)确定赛道宽度，在赛道宽度内提取有效赛道边沿；

(3)利用赛道的连续性，在上一行边界位置附近搜索本行边界；

(4)判断是否出现失真丢线，若出现，则对有效的整个左右赛道边界进行记录；若没有失真丢线，则记录补线记录边界；

(5)求和除二得到中线数组，得到拟合中线。

6.如权利要求5所述基于灰度摄像头检测的智能车控制方法，其特征在于，所述通过边界拟合中线对特殊赛道元素处理还包括：按照中间数组权重大，上下权重小的原则分配权重；

所述特殊赛道元素包括直道和弯道、十字路、横断路障、圆环和起跑线。