一種智能車的控制監(jiān)測系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】一種智能車的控制監(jiān)測系統(tǒng)，包括用以采集智能車運(yùn)動過程的狀態(tài)信息的攝像頭，以及用以將采集的狀態(tài)信息轉(zhuǎn)換為圖像和波形信息的上位機(jī)；所述上位機(jī)包括：圖像處理顯示單元，數(shù)據(jù)波形顯示單元，圖像、波形的分析單元，串口助手功能單元，轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)格式單元，數(shù)據(jù)檢測單元和無線傳輸單元。優(yōu)選的，所述監(jiān)測系統(tǒng)還包括OLED在線監(jiān)測調(diào)試模塊和存儲數(shù)據(jù)的SD卡模塊。本發(fā)明提供了一種監(jiān)測效率較高、智能化程度較高的智能車的控制監(jiān)測系統(tǒng)。
【專利說明】一種智能車的控制監(jiān)測系統(tǒng)【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種車輛監(jiān)控領(lǐng)域，尤其是一種智能車的控制監(jiān)測系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著現(xiàn)代科技的飛速發(fā)展，人們對智能化的要求已越來越高，而智能化在汽車相關(guān)產(chǎn)業(yè)上的應(yīng)用最典型的例子就是汽車電子行業(yè)，汽車的電子化程度則被看作是衡量現(xiàn)代汽車水平的重要標(biāo)志。同時，汽車生產(chǎn)商推出越來越智能的汽車，來滿足各種各樣的市場需求。
[0003]現(xiàn)有的智能車存在的技術(shù)缺陷為:無法有效反饋運(yùn)動過程的狀態(tài)信息、監(jiān)測效率較低、智能化程度較低。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004]為了克服已有智能車的監(jiān)測效率較低、智能化程度較低的不足，本發(fā)明提供了一種監(jiān)測效率較高、智能化程度較高的智能車的控制監(jiān)測系統(tǒng)。
[0005]本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:
[0006]一種智能車的控制監(jiān)測系統(tǒng)，包括用以采集智能車運(yùn)動過程的狀態(tài)信息的攝像頭，以及用以將采集的狀態(tài)信息轉(zhuǎn)換為圖像和波形信息的上位機(jī)；所述上位機(jī)包括:
[0007]圖像處理顯示單元，用以在未遇到起跑線情況下顯示經(jīng)上位機(jī)處理后的邊線和標(biāo)定線，在下位機(jī)調(diào)用起跑線檢測時顯示攝像頭拍到的賽道原圖和上位機(jī)處理后的圖像，進(jìn)行起跑線的檢測；
[0008]數(shù)據(jù)波形顯示單元，用以對攝像頭采集的多通道數(shù)據(jù)進(jìn)行顯示，包括對賽道的類型、智能車的舵機(jī)值、實際速度、期望速度進(jìn)行顯示，直觀地顯示出波形并進(jìn)行分析；
[0009]圖像、波形的分析單元，用以分析顯示處理后的賽道圖像和智能車參數(shù)的波形信息，包括放大、縮小調(diào)整視角，以及自動播放選定的起始和終止圖像的序號；
[0010]串口助手功能單元，用以制定串口發(fā)送、接收數(shù)據(jù)的協(xié)議，當(dāng)智能車運(yùn)動時，在發(fā)送區(qū)根據(jù)協(xié)議發(fā)送數(shù)據(jù)，遠(yuǎn)程控制小車起跑、停止，實現(xiàn)上、下位機(jī)之間的實時交互；
[0011]轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)格式單元，用以將字符串流轉(zhuǎn)成常用的文本格式的文件及圖像文件；
[0012]數(shù)據(jù)檢測單元，用以通過智能車上的M⑶(即微控制單元，型號:飛思卡爾K60)將數(shù)據(jù)寫到SD卡，上位機(jī)對SD卡中數(shù)據(jù)進(jìn)行讀取、處理和顯示，從而進(jìn)行上、下位機(jī)數(shù)據(jù)的實時交互，實現(xiàn)在線數(shù)據(jù)檢測、分析，對上位機(jī)中已存在的數(shù)據(jù)文件進(jìn)行讀取，處理，實現(xiàn)離線的數(shù)據(jù)檢測、分析；
[0013]無線傳輸單元，用以將MCU采集的數(shù)據(jù)通過無線模塊發(fā)送給上位機(jī)，進(jìn)行上位機(jī)實時監(jiān)測、處理。
[0014]進(jìn)一步，所述監(jiān)測系統(tǒng)還包括OLED在線監(jiān)測調(diào)試模塊，所述的OLED在線監(jiān)測調(diào)試模塊包括:圖像、狀態(tài)顯示單元，將MCU采集并處理后的當(dāng)時的實際速度，期望速度，舵機(jī)值，賽道類型的參數(shù)信息和圖像的邊線、中心線的圖像信息實時顯示在OLED液晶屏幕上，便于智能車低速運(yùn)動時觀察賽道信息和小車的狀態(tài)信息。
[0015]更進(jìn)一步，所述監(jiān)測系統(tǒng)還包括存儲數(shù)據(jù)的SD卡模塊，所述的存儲數(shù)據(jù)的SD卡模塊包括:數(shù)據(jù)存儲單元，SD卡可以將智能車在運(yùn)動過程中，將MCU采集到的當(dāng)時的實際速度，期望速度，舵機(jī)值，賽道類型的參數(shù)信息和圖像的邊線、中心線的圖像信息以不同的數(shù)據(jù)格式存儲起來以備上位機(jī)處理使用，圖像數(shù)據(jù)經(jīng)數(shù)據(jù)處理后，將byte型數(shù)據(jù)二值化，節(jié)省存儲空間。
[0016]再進(jìn)一步，所述的圖像和波形分析單元中，分析過程如下:
[0017](I)圖像二值化之后的閾值分布波形圖，通過分析所述閾值分布波形圖人為設(shè)定靜態(tài)閾值或驗證動態(tài)閾值算法的可行性；
[0018](2)通過邊沿檢測提取到的黑線信息:如雙邊黑線的起始終止行數(shù)，列數(shù)，最小二乘法線性擬合虛線的圖像以及一些用于表征算法信息的標(biāo)志位，便于分析和決策，
[0019](3)同時，用SD卡存儲的信息中包括閾值分布波形圖和黑線信息。
[0020]所述的數(shù)據(jù)檢測單元的檢測過程如下:
[0021](I)PID參數(shù)的整定:通過波形圖顯示速度PID以及相關(guān)的P項，I項，D項的波形曲線，實時在線地分析和給定PID參數(shù)；
[0022](2)同時，針對控制算法或圖像處理算法中存在的缺陷進(jìn)行標(biāo)志，實時發(fā)送回上位機(jī)進(jìn)行監(jiān)測分析。
[0023]所述圖像處理顯示單元中，從近向遠(yuǎn)處巡線，提取黑線，同時將該幅圖像的靜態(tài)閾值作為動態(tài)閾值算法的起始值，且同一幅圖中不同行的閾值也采用漸變的方式改變，該動態(tài)閾值算法能夠適應(yīng)不同的光線條件。
[0024]本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思為:采用攝像頭傳感器的智能車通過攝像頭采集的賽道圖像(一維、二維)或者連續(xù)掃描賽道反射點的方式進(jìn)行進(jìn)行路經(jīng)檢測，然后再用控制器進(jìn)一步處理信息，做出相應(yīng)的決策，控制小車尋跡。在路經(jīng)檢測過程中，一個高效的監(jiān)測系統(tǒng)將大大影響智能車的調(diào)試速率，對于發(fā)現(xiàn)智能車的存在的隱藏問題有很大幫助?？梢源蟠筇岣哒{(diào)試效率和科學(xué)性，為編寫算法提供了大量依據(jù)。這種視覺尋跡系統(tǒng)以其靈活，信息量大等優(yōu)勢成為了未來的尋跡發(fā)展方向，在將來智能汽車電子應(yīng)用方面有廣闊前景，同時在智能機(jī)器人等方面也有很大的應(yīng)用空間，預(yù)測在不久的將來會有其更廣闊的發(fā)展空間。
[0025]本發(fā)明的有益效果主要表現(xiàn)在:將智能車在運(yùn)動過程中的狀態(tài)信息以直觀可視化的角度及時反饋回來，根據(jù)反饋回來的信息來控制智能車；監(jiān)測效率高，進(jìn)一步提升智能化程度。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0026]圖1是智能車上位機(jī)的處理流程示意圖。
[0027]圖2是SD卡的電路圖。
[0028]圖3是OLED的接口電路圖。
【具體實施方式】
[0029]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步描述。
[0030]參照圖1?圖3，一種智能車的控制監(jiān)測系統(tǒng)，包括用以采集智能車運(yùn)動過程的狀態(tài)信息的攝像頭，以及用以將采集的狀態(tài)信息轉(zhuǎn)換為圖像和波形信息的上位機(jī)；所述上位機(jī)包括:
[0031]圖像處理顯示單元，用以在未遇到起跑線情況下顯示經(jīng)上位機(jī)處理后的邊線和標(biāo)定線，在下位機(jī)調(diào)用起跑線檢測時顯示攝像頭拍到的賽道原圖和上位機(jī)處理后的圖像，進(jìn)行起跑線的檢測；
[0032]數(shù)據(jù)波形顯示單元，用以對攝像頭采集的多通道數(shù)據(jù)進(jìn)行顯示，包括對賽道的類型、智能車的舵機(jī)值、實際速度、期望速度進(jìn)行顯示，直觀地顯示出波形并進(jìn)行分析；
[0033]圖像、波形的分析單元，用以分析顯示處理后的賽道圖像和智能車參數(shù)的波形信息，包括放大、縮小調(diào)整視角，以及自動播放選定的起始和終止圖像的序號；
[0034]串口助手功能單元，用以制定串口發(fā)送、接收數(shù)據(jù)的協(xié)議，當(dāng)智能車運(yùn)動時，在發(fā)送區(qū)根據(jù)協(xié)議發(fā)送數(shù)據(jù)，遠(yuǎn)程控制小車起跑、停止，實現(xiàn)上、下位機(jī)之間的實時交互；
[0035]轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)格式單元，用以將字符串流轉(zhuǎn)成常用的文本格式的文件及圖像文件；
[0036]數(shù)據(jù)檢測單元，用以通過智能車上的M⑶(即微控制單元，型號:飛思卡爾K60)將數(shù)據(jù)寫到SD卡，上位機(jī)對SD卡中數(shù)據(jù)進(jìn)行讀取、處理和顯示，從而進(jìn)行上、下位機(jī)數(shù)據(jù)的實時交互，實現(xiàn)在線數(shù)據(jù)檢測、分析，對上位機(jī)中已存在的數(shù)據(jù)文件進(jìn)行讀取，處理，實現(xiàn)離線的數(shù)據(jù)檢測、分析；
[0037]無線傳輸單元，用以將MCU采集的數(shù)據(jù)通過無線模塊發(fā)送給上位機(jī)，進(jìn)行上位機(jī)實時監(jiān)測、處理。
[0038]進(jìn)一步，所述監(jiān)測系統(tǒng)還包括OLED在線監(jiān)測調(diào)試模塊，所述的OLED在線監(jiān)測調(diào)試模塊包括:圖像、狀態(tài)顯示單元，將MCU采集并處理后的當(dāng)時的實際速度，期望速度，舵機(jī)值，賽道類型的參數(shù)信息和圖像的邊線、中心線的圖像信息實時顯示在OLED液晶屏幕上，便于智能車低速運(yùn)動時觀察賽道信息和小車的狀態(tài)信息。
[0039]更進(jìn)一步，所述監(jiān)測系統(tǒng)還包括存儲數(shù)據(jù)的SD卡模塊，所述的存儲數(shù)據(jù)的SD卡模塊包括:數(shù)據(jù)存儲單元，SD卡可以將智能車在運(yùn)動過程中，將MCU采集到的當(dāng)時的實際速度，期望速度，舵機(jī)值，賽道類型的參數(shù)信息和圖像的邊線、中心線的圖像信息以不同的數(shù)據(jù)格式存儲起來以備上位機(jī)處理使用，圖像數(shù)據(jù)經(jīng)數(shù)據(jù)處理后，將byte型數(shù)據(jù)二值化，節(jié)省存儲空間。
[0040]再進(jìn)一步，所述的圖像和波形分析單元中，分析過程如下:
[0041](I)圖像二值化之后的閾值分布波形圖，通過分析所述閾值分布波形圖人為設(shè)定靜態(tài)閾值或驗證動態(tài)閾值算法的可行性；
[0042](2)通過邊沿檢測提取到的黑線信息:如雙邊黑線的起始終止行數(shù)，列數(shù)，最小二乘法線性擬合虛線的圖像以及一些用于表征算法信息的標(biāo)志位，便于分析和決策，
[0043](3)同時，用SD卡存儲的信息中包括閾值分布波形圖和黑線信息。
[0044]所述的數(shù)據(jù)檢測單元的檢測過程如下:
[0045](I)PID參數(shù)的整定:通過波形圖顯示速度PID以及相關(guān)的P項，I項，D項的波形曲線，實時在線地分析和給定PID參數(shù)；
[0046](2)同時，針對控制算法或圖像處理算法中存在的缺陷進(jìn)行標(biāo)志，實時發(fā)送回上位機(jī)進(jìn)行監(jiān)測分析。
[0047]所述圖像處理顯示單元中，從近向遠(yuǎn)處巡線，提取黑線，同時將該幅圖像的靜態(tài)閾值作為動態(tài)閾值算法的起始值，且同一幅圖中不同行的閾值也采用漸變的方式改變，該動態(tài)閾值算法能夠適應(yīng)不同的光線條件。
[0048]所述的智能車的位機(jī)可以把經(jīng)安裝在智能車上的單片機(jī)采集來的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，轉(zhuǎn)換成直觀、易于理解的圖像和波形信息，包括以下功能單元:
[0049]圖像處理顯示單元，在未檢測起跑線時顯示的是經(jīng)上位機(jī)軟件處理后的邊線和標(biāo)定線，在下位機(jī)調(diào)用起跑線檢測時可顯示攝像頭拍到的賽道原圖和上位機(jī)軟件處理后的圖像，可進(jìn)行起跑線的檢測；
[0050]數(shù)據(jù)波形顯示單元，該模塊可對單片機(jī)采集的多通道數(shù)據(jù)進(jìn)行顯示，包括舵機(jī)值、賽道類型、實際速度、期望速度等參量進(jìn)行顯示，直觀地顯示出波形并進(jìn)行分析；
[0051]圖像、波形的分析單元，軟件顯示處理后的賽道圖像和波形信息，有放大、縮小調(diào)整視角的功能。此外還能自動播放選定的起始和終止圖像的序號，便于集中觀察，分析重要圖形信息；
[0052]串口助手功能單元，制定串口發(fā)送、接收數(shù)據(jù)的協(xié)議，當(dāng)智能車運(yùn)動時，在發(fā)送區(qū)根據(jù)協(xié)議發(fā)送數(shù)據(jù)，遠(yuǎn)程控制小車起跑、停止，實現(xiàn)上、下位機(jī)之間的實時交互；
[0053]轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)格式單元，可以將字符串流轉(zhuǎn)成常用的.xls，.txt文本格式的文件及.jpg圖像文件，方便二次調(diào)用時進(jìn)行離線的數(shù)據(jù)顯示和分析；
[0054]數(shù)據(jù)檢測單元，通過MCU將數(shù)據(jù)寫到SD卡，上位機(jī)軟件中對SD卡中數(shù)據(jù)進(jìn)行讀取、處理和顯示，從而進(jìn)行上、下位機(jī)數(shù)據(jù)的實時交互，實現(xiàn)在線數(shù)據(jù)檢測、分析，也可對電腦中已存在的數(shù)據(jù)文件進(jìn)行讀取，處理，實現(xiàn)離線的數(shù)據(jù)檢測、分析；
[0055]其中，所述的OLED在線監(jiān)測調(diào)試模塊包括:
[0056]圖像、狀態(tài)顯示單元，將MCU采集并處理后的當(dāng)時的實際速度，期望速度，舵機(jī)值，賽道類型的參數(shù)信息和圖像的邊線、中心線的圖像信息實時顯示在液晶屏幕上，便于智能車低速運(yùn)動時觀察賽道信息和小車的狀態(tài)信息。
[0057]其中，所述的存儲數(shù)據(jù)的SD卡包括:
[0058]數(shù)據(jù)存儲單元，SD卡可以將智能車在運(yùn)動過程中，將MCU采集到的當(dāng)時的實際速度，期望速度，舵機(jī)值，賽道類型的參數(shù)信息和圖像的邊線、中心線的圖像信息以各種數(shù)據(jù)格式存儲起來以備上位機(jī)處理使用。
[0059]本實施例中，根據(jù)智能車運(yùn)動狀態(tài)的不同，可進(jìn)行在線和離線的數(shù)據(jù)檢測、分析:
[0060](I)安裝在智能車上的SD卡可以將智能車在運(yùn)動過程中的數(shù)據(jù)存儲下來，智能車上位機(jī)軟件通過對SD卡中數(shù)據(jù)的讀取和顯示，進(jìn)行在線數(shù)據(jù)顯示、分析，也可以通過讀取在電腦中已存的數(shù)據(jù)文件，進(jìn)行離線數(shù)據(jù)的顯示和分析，MCU采集的數(shù)據(jù)通過無線模塊發(fā)送給上位機(jī)，進(jìn)行上位機(jī)實時在線的監(jiān)測、處理，且智能車在高速、低速運(yùn)動都可以被監(jiān)測；
[0061](2)0LED在線監(jiān)測調(diào)試模塊可以顯示智能車在低速運(yùn)動時的賽道狀態(tài)和智能車狀態(tài)，進(jìn)行在線的數(shù)據(jù)檢測、分析，脫離了上位機(jī)，使監(jiān)測更方便；
[0062]上位機(jī)通過對圖像的處理，提取有用信息，大大縮短了圖像處理的周期，從而縮短了攝像頭進(jìn)行賽道判斷的時間，提高智能車的整體性能；
[0063]上位機(jī)通過對速度、舵機(jī)值、賽道類型的波形數(shù)據(jù)分析、顯示，方便用戶根據(jù)速度值的波形進(jìn)行PID參數(shù)的整定。
【權(quán)利要求】
1.一種智能車的控制監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于:所述監(jiān)測系統(tǒng)包括用以采集智能車運(yùn)動過程的狀態(tài)信息的攝像頭，以及用以將采集的狀態(tài)信息轉(zhuǎn)換為圖像和波形信息的上位機(jī)；所述上位機(jī)包括: 圖像處理顯示單元，用以在未遇到起跑線情況下顯示經(jīng)上位機(jī)處理后的邊線和標(biāo)定線，在下位機(jī)調(diào)用起跑線檢測時顯示攝像頭拍到的賽道原圖和上位機(jī)處理后的圖像，進(jìn)行起跑線的檢測； 數(shù)據(jù)波形顯示單元，用以對攝像頭采集的多通道數(shù)據(jù)進(jìn)行顯示，包括對賽道的類型、智能車的舵機(jī)值、實際速度、期望速度進(jìn)行顯示，直觀地顯示出波形并進(jìn)行分析； 圖像、波形的分析單元，用以分析顯示處理后的賽道圖像和智能車參數(shù)的波形信息，包括放大、縮小調(diào)整視角，以及自動播放選定的起始和終止圖像的序號； 串口助手功能單元，用以制定串口發(fā)送、接收數(shù)據(jù)的協(xié)議，當(dāng)智能車運(yùn)動時，在發(fā)送區(qū)根據(jù)協(xié)議發(fā)送數(shù)據(jù)，遠(yuǎn)程控制小車起跑、停止，實現(xiàn)上、下位機(jī)之間的實時交互； 轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)格式單元，用 以將字符串流轉(zhuǎn)成常用的文本格式的文件及圖像文件； 數(shù)據(jù)檢測單元，用以通過智能車上的MCU將數(shù)據(jù)寫到SD卡，上位機(jī)對SD卡中數(shù)據(jù)進(jìn)行讀取、處理和顯示，從而進(jìn)行上、下位機(jī)數(shù)據(jù)的實時交互，實現(xiàn)在線數(shù)據(jù)檢測、分析，對上位機(jī)中已存在的數(shù)據(jù)文件進(jìn)行讀取，處理，實現(xiàn)離線的數(shù)據(jù)檢測、分析； 無線傳輸單元，用以將MCU采集的數(shù)據(jù)通過無線模塊發(fā)送給上位機(jī)，進(jìn)行上位機(jī)實時監(jiān)測、處理。
2.如權(quán)利要求1所述的智能車的控制監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于:所述監(jiān)測系統(tǒng)還包括OLED在線監(jiān)測調(diào)試模塊，所述的OLED在線監(jiān)測調(diào)試模塊包括:圖像、狀態(tài)顯示單元，將MCU采集并處理后的當(dāng)時的實際速度，期望速度，舵機(jī)值，賽道類型的參數(shù)信息和圖像的邊線、中心線的圖像信息實時顯示在OLED液晶屏幕上，便于智能車低速運(yùn)動時觀察賽道信息和小車的狀態(tài)信息。
3.如權(quán)利要求1或2所述的智能車的控制監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于:所述監(jiān)測系統(tǒng)還包括存儲數(shù)據(jù)的SD卡模塊，所述的存儲數(shù)據(jù)的SD卡模塊包括:數(shù)據(jù)存儲單元，SD卡可以將智能車在運(yùn)動過程中，將MCU采集到的當(dāng)時的實際速度，期望速度，舵機(jī)值，賽道類型的參數(shù)信息和圖像的邊線、中心線的圖像信息以不同的數(shù)據(jù)格式存儲起來以備上位機(jī)處理使用，圖像數(shù)據(jù)經(jīng)數(shù)據(jù)處理后，將byte型數(shù)據(jù)二值化，節(jié)省存儲空間。
4.如權(quán)利要求1或2所述的智能車的控制監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于:所述的圖像和波形分析單元中，分析過程如下: (1)圖像二值化之后的閾值分布波形圖，通過分析所述閾值分布波形圖人為設(shè)定靜態(tài)閾值或驗證動態(tài)閾值算法的可行性； (2)通過邊沿檢測提取到的黑線信息:如雙邊黑線的起始終止行數(shù)，列數(shù)，最小二乘法線性擬合虛線的圖像以及一些用于表征算法信息的標(biāo)志位，便于分析和決策， (3)同時，用SD卡存儲的信息中包括閾值分布波形圖和黑線信息。
5.如權(quán)利要求1或2所述的智能車的控制監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于:所述的數(shù)據(jù)檢測單元的檢測過程如下: (I)PID參數(shù)的整定:通過波形圖顯示速度PID以及相關(guān)的P項，I項，D項的波形曲線，實時在線地分析和給定PID參數(shù)；(2)同時，針對控制算法或圖像處理算法中存在的缺陷進(jìn)行標(biāo)志，實時發(fā)送回上位機(jī)進(jìn)行監(jiān)測分析。
6.如權(quán)利要求1或2所述的智能車的控制監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于:所述圖像處理顯示單元中，從近向遠(yuǎn)處巡線，提取黑線，同時將該幅圖像的靜態(tài)閾值作為動態(tài)閾值算法的起始值，且同一幅圖中不 同行的閾值也采用漸變的方式改變，該動態(tài)閾值算法能夠適應(yīng)不同的光線條件。
【文檔編號】G05D1/02GK103926922SQ201410080844
【公開日】2014年7月16日 申請日期:2014年3月6日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月6日
【發(fā)明者】祝關(guān)明, 祝浛斌, 張標(biāo)標(biāo), 王毅, 張文廣 申請人:杭州銀江智慧城市技術(shù)集團(tuán)有限公司