[发明专利]一种基于摄像头的自动导航车的导航系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于摄像头的自动导航车的导航系统及方法，具体涉及到图像处理的多种方法，适用于在有引导线的轨道中，自动导航智能车。 

背景技术

智能导航车是一种以电池为动力，装有非接触导向装置的无人驾驶自动化搬运车辆。该车视觉导引控制是利用CCD传感器采集路面上条带状路径标线的图像信息，由计算机处理后识别出路径，然后根据车辆与路径标线之间的相对位置偏差控制车辆的运行方向，保证导航车沿着路径标线运行。相比其他传统的导引方式，视觉导引引导路径的设置和变更具有简单方便、成本低和易维护的优点。 

发明内容

发明目的：针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种基于摄像头的自动导航车系统及方法。 

技术方案：一种基于摄像头的自动导航车的导航系统，包括电源管理模块、单片机控制模块、图像采集模块、速度检测模块、舵机控制模块和电机驱动模块。 

图像采集模块主要由摄像头、视频分离电路和A/D转换器构成，用于采集路径信息，并进行信息转换，获得单片机能够识别的数据信息。 

单片机控制模块是系统的核心，它接收图像采集模块和测速检测模块采集的数据，进行数据处理，提取道路信息，根据道路信息驱动舵机控制模块和电机控制模块驱动舵机和电机，实现智能车的方向控制和速度控制。 

速度检测模块使用旋转编码器测速，并进行速度反馈，形成闭环控制系统。 

电源模块由几路相互独立的稳压电源构成，为上述模块提供需要的电压环境。 

图像采集模块采用的模拟CCD摄像头每秒扫描25幅图像，每幅又分为奇偶两场，采用的视频分离电路是LM1881视频同步信号分离芯片。 

所述电机控制模块和舵机控制模块，采用的是全桥驱动器TD340驱动，由4只MOSFET搭建的H桥式电路，功耗低，稳定性强。 

一种基于摄像头的自动导航车的导航方法，包括如下步骤： 

步骤1，初始化设置，设定自动导航车运行速度、方向等参数，打开中断。 

步骤2，采集整幅图像，关闭CCD中断，对整幅图像进行AD转换和图像处理，提取指引线信息，确定指引线坐标位置。 

步骤3，开CCD中断，利用单片机处理提取的道路信息，用于舵机控制和速度控制，同时处理下一场图像。 

利用最大类方差的方法确定最佳阈值，从图像中分离出黑色指引线，图像二值化关键是阈值的确定，可根据下列的阈值处理来进行： 

ft(x,y)=1,f(x,y)≥t0,f(x,y<t)]]>

通常用最后的二值图像中值为1的部分表示图形，值为0的部分表示背景；选择判别分析法确定最佳阈值t，判别分析法确定最佳阈值的准则，是使进行阈值处理后分离的像素类之间的类间方差最大；判别分析法只需计算直方图的0阶矩和1阶矩；设图像总像素数为N，灰度值为i的像素数为Ni，则至灰度级K的灰度分布的0阶矩，一阶矩分别为：