[发明专利]一种新型智能巡线小车控制方法

说明书

本发明公开了一种新型智能巡线小车控制方法，该控制方法包括以下步骤：1)采集赛道图像信息；2)对赛道图像信息进行二值化；3)解算车体目标位置；4)跟踪与反馈偏差；5)运算并输出控制量。该控制方法采用赛道采集摄像头获取赛道图像信息，通过动态阈值方法(大津法)将赛道图像信息二值化，并通过三阶拟合方法对行进车体进行位置拟合解算。最后，运用微分跟踪器快速跟踪车体速度方向并由主控电路和主控制器完成控制量的运算和输出，从而实现对智能巡线小车进行更实时，更准确的运动控制。

技术领域

本发明属于智能汽车和自动驾驶汽车技术领域，具体涉及一种新型智能巡线小车控制方法。

背景技术

智能车辆是一个集环境感知、规划决策、多等级辅助驾驶等功能于一体的综合系统，它集中运用了计算机、现代传感、信息融合、通讯、人工智能及自动控制等技术，是典型的高新技术综合体。随着自动驾驶汽车行业的兴起，智能化技术应用在汽车行业上成为了汽车工业竞争的重点。而目前绝大多数竞赛智能汽车的控制方案都存在精度不高，跟踪控制较慢，解算误差大的缺陷。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中的上述缺陷，提供一种新型智能车控制方法，该控制方法与智能车设备结合，通过微分跟踪、图像处理、以及位置解算等技术的运用，使得智能巡线小车能够快速准确跟踪目标信号，从而使得智能巡线小车的控制具有更强的鲁棒性、更好的控制性能以及最优化的控制效果。

本发明的目的可以通过采取如下技术方案达到：

一种新型智能巡线小车控制方法，包括以下步骤：

S1、赛道采集摄像头采集赛道图像数据；

S2、通过动态阈值方法处理赛道图像数据I(x,y)并二值化得到赛道二值化图像W(x,y)；

S3、依据赛道二值化图像W(x,y)完成行进车体的位置解算；

S4、微分跟踪器实时跟踪行进车体的速度及方向信号并反馈；

S5、主控制器和主控MCU电路运算并输出控制量。

进一步地，所述的步骤S1过程如下：

摄像头采集电路接收到主控MCU电路传送的采集信号，赛道采集摄像头采集赛道图像并通过8位的并行口把赛道图像数据I(x,y)传输到主控MCU电路中。运用并行传输方式相比于传统的串行传输极大的提高了传输速率，从而较好地改善提高了控制的实时性。

其中，赛道采集摄像头采用山外鹰眼摄像头，该摄像头具有极高的采集和传输速率。

进一步地，所述的步骤S2过程如下：

S21、对于赛道图像数据I(x,y)，将作为目标的前景和背景的分割阈值定义为T，属于前景的像素点数占整幅图像的比例定义为ω₀，其平均灰度定义为μ₀；背景像素点数占整幅图像的比例定义为ω₁，其平均灰度定义为μ₁。图像的总平均灰度定义为μ，类间方差定义为g；因为方差是灰度分布均匀性的一种度量，背景和前景之间的类间方差越大，说明构成图像的两部分的差别越大。差别则决定了图像分割的难易程度。

S22、假设赛道图像的背景较暗，并且图像的大小为M×N，M为图像长度，N为图像宽度，赛道图像中像素的灰度值小于分割阈值T的像素个数记作N₀，像素灰度大于分割阈值T的像素个数记作N₁，则有：

N₀+N₁＝M×N

ω₀+ω₁＝1