一種cmos道路識別裝置及方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種CMOS道路識別方法及其裝置，包括通過CMOS圖像傳感器對白色軌道上的黑線進(jìn)行實時圖像采集，并將采集到的圖像數(shù)據(jù)發(fā)送給控制板；所述控制板對所述圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行濾波處理，再計算出黑線轉(zhuǎn)向目標(biāo)值；所述控制板采用PD算法通過所述黑線轉(zhuǎn)向目標(biāo)值計算出轉(zhuǎn)向值，本發(fā)明通過嵌入式主板控制CMOS圖像傳感器進(jìn)行道路拍攝，并通過相關(guān)計算得出所述拍攝路面的黑線的放線，該方案能夠用于自動化控制系統(tǒng)，嵌入式控制等相關(guān)專業(yè)的教學(xué)與實踐結(jié)合。同時該教學(xué)平臺也可以作為微縮的智能交通系統(tǒng)的擴展性前期開發(fā)預(yù)研工作，能夠較好模擬現(xiàn)實中進(jìn)行路徑識別，且擴展性強，能夠接近現(xiàn)實的預(yù)研，小成本進(jìn)行開發(fā)，效率高。
【專利說明】一種CMOS道路識別裝置及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種CMOS道路識別裝置及其應(yīng)用方法。
【背景技術(shù)】
[0002]CMOS (Complementary Metal-Oxide-Semiconductor),中文學(xué)名為互補金屬氧化物半導(dǎo)體，它本是計算機系統(tǒng)內(nèi)一種重要的芯片，保存了系統(tǒng)引導(dǎo)最基本的資料。CMOS的制造技術(shù)和一般計算機芯片沒什么差別，主要是利用硅和鍺這兩種元素所做成的半導(dǎo)體，使其在CMOS上共存著帶N (帶-電)和P (帶+電)級的半導(dǎo)體，這兩個互補效應(yīng)所產(chǎn)生的電流即可被處理芯片紀(jì)錄和解讀成影像。后來發(fā)現(xiàn)CMOS經(jīng)過加工也可以作為數(shù)碼攝影中的圖像傳感器，CMOS傳感器也可細(xì)分為被動式像素傳感器(Passive Pixel Sensor CMOS)與主動式像素傳感器(Active Pixel Sensor CMOS)
[0003]目前教學(xué)平臺中無自動道路識別系統(tǒng)，高校的智能化教學(xué)、控制系統(tǒng)教學(xué)沒有合適的教學(xué)平臺，目前各大高校的教學(xué)結(jié)合工程實踐的存在一定難度。現(xiàn)有CMOS攝像頭用于道路識別和現(xiàn)實環(huán)境中障礙物識別?，F(xiàn)有教學(xué)平臺智能化程度低，在自動控制領(lǐng)域技術(shù)陳舊，無法實現(xiàn)嵌入式控制教學(xué)實驗的真正開展。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是:為克服上述問題，提供一種自動識別道路的CMOS道路識別裝置及其方法。
[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CMOS道路識別方法，包括以下步驟:
[0007](I)通過CMOS圖像傳感器對白色軌道上的黑線進(jìn)行實時圖像采集，并將采集到的圖像數(shù)據(jù)發(fā)送給控制板；
[0008](2)所述控制板對所述圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行濾波處理，再計算出黑線轉(zhuǎn)向目標(biāo)值；
[0009](3)所述控制板采用H)算法通過所述黑線轉(zhuǎn)向目標(biāo)值計算出轉(zhuǎn)向值。
[0010]優(yōu)選地，所述步驟(2)具體為:“所述控制板對所述圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行凹槽濾波處理，并通過邊緣提取算法計算出黑線轉(zhuǎn)向目標(biāo)值?！?br> [0011]優(yōu)選地，所述步驟(3)具體為:“所述控制板采用ro算法通過所述黑線轉(zhuǎn)向目標(biāo)值計算出轉(zhuǎn)向值 Ul = KpXe (n)+KdX (e (n)_e (n_l))；
[0012]其中Κρ，Kd為系數(shù)，e (η)為η次黑線轉(zhuǎn)向目標(biāo)值，e (η_1)為η_1次黑線轉(zhuǎn)向目標(biāo)值。
[0013]一種CMOS道路識別裝置，包括相互連接的CMOS圖像傳感器和控制板，所述CMOS圖像傳感器通過調(diào)節(jié)裝置設(shè)置在撐桿上，所述撐桿設(shè)置在小車上，所述控制板也設(shè)置在小車上，所述小車設(shè)置在白色的軌道上，所述軌道中間涂有黑線，所述調(diào)節(jié)裝置包括固定支架和旋轉(zhuǎn)支架，所述旋轉(zhuǎn)支架開拆卸的安裝在所述撐桿上，所述旋轉(zhuǎn)支架一端可上下擺動的與所述固定支架連接，所述旋轉(zhuǎn)支架另一端可拆卸的固定所述CMOS圖像傳感器。[0014]優(yōu)選地，所述軌道采用KT板。
[0015]優(yōu)選地，所述旋轉(zhuǎn)支架包括固定面，所述固定面通過螺栓與所述CMOS圖像傳感器連接，所述固定面的另一側(cè)設(shè)置兩個間隔的凸起面，所述凸起面上設(shè)置有通孔，所述凸起面上通孔與所述固定支架的凸起端上的穿孔貫通，所述通孔和穿孔內(nèi)固定有螺栓，所述螺栓通過螺母將凸起面和凸起端固定。
[0016]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，本發(fā)明通過嵌入式主板控制CMOS圖像傳感器進(jìn)行道路拍攝，并通過相關(guān)計算得出所述拍攝路面的黑線的放線，該方案能夠用于自動化控制系統(tǒng)，嵌入式控制，汽車電子等相關(guān)專業(yè)的教學(xué)與實踐結(jié)合。同時該教學(xué)平臺也可以作為微縮的智能交通系統(tǒng)的擴展性前期開發(fā)預(yù)研工作。本發(fā)明能夠較好模擬現(xiàn)實中進(jìn)行路徑識別中遇到的各個情況，且擴展性強，能夠接近現(xiàn)實的預(yù)研，開發(fā)；小成本進(jìn)行開發(fā)，效率高。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進(jìn)一步說明。
[0018]圖1是本發(fā)明所述CMOS道路識別方法的流程圖；
[0019]圖2是本發(fā)明所述CMOS道路識別裝置的小車的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖3是本發(fā)明中所述調(diào)節(jié)裝置的爆炸圖。
[0021]圖中標(biāo)記:1-小車，2-CM0S圖像傳感器，3-調(diào)節(jié)裝置，4-撐桿，5-控制板，31-旋轉(zhuǎn)支架，32-固定支架，311-固定面，312-凸起面，322-凸起端，323-螺栓，324-螺母。
【具體實施方式】
[0022]現(xiàn)在結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。這些附圖均為簡化的示意圖，僅以示意方式說明本發(fā)明的基本結(jié)構(gòu)，因此其僅顯示與本發(fā)明有關(guān)的構(gòu)成。
[0023]下面提供本發(fā)明所述一種CMOS道路識別裝置及方法的【具體實施方式】。
[0024]實施例1
[0025]如圖1所示的本發(fā)明所述的一種CMOS道路識別方法，包括以下步驟:
[0026](I)通過CMOS圖像傳感器2對白色軌道上的黑線進(jìn)行實時圖像采集，并將采集到的圖像數(shù)據(jù)發(fā)送給控制板5，所述控制板5在本發(fā)明中為嵌入式主板；
[0027](2)所述控制板5對所述圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行濾波處理，再計算出黑線轉(zhuǎn)向目標(biāo)值；
[0028](3)所述控制板5采用H)算法通過所述黑線轉(zhuǎn)向目標(biāo)值計算出轉(zhuǎn)向值。
[0029]在優(yōu)選的實施方案中，所述步驟(2)具體為:“所述控制板5對所述圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行凹槽鋁濾波法進(jìn)行處理，并通過邊緣提取算法計算出黑線轉(zhuǎn)向目標(biāo)值，通過邊緣提取算法對每行的數(shù)據(jù)進(jìn)行計算，以一行數(shù)據(jù)的第line為原點，判斷和line+3的差是否大于上述閥值，如果是，則將line+3記為i，從i開始判斷在接下來的從i+3到該行最末一個點之間的差值是否大于閥值，如果大于則將line+i/2+2的坐標(biāo)賦值給為一個黑線位置，同樣的方法找到所有的黑線位置，然后同樣采集連續(xù)5行的黑線位置進(jìn)行均值計算，計算出左邊黑線和右邊黑線的位置。兩邊黑線進(jìn)行加權(quán)平均得到相應(yīng)的轉(zhuǎn)向值。”在優(yōu)選的實施方案中，所述步驟(3)具體為:“所述控制板5采用H)算法通過所述黑線轉(zhuǎn)向目標(biāo)值計算出轉(zhuǎn)向值Ul=Kp X e (n) +Kd X (e (n) _e (η-1))；[0030]其中Kp，Kd為系數(shù)，e (η)為η次黑線轉(zhuǎn)向目標(biāo)值，e (η_1)為η_1次黑線轉(zhuǎn)向目標(biāo)值。
[0031]實施例2
[0032]一種CMOS道路識別裝置，如圖2所示，包括相互連接的CMOS圖像傳感器2和控制板5，所述CMOS圖像傳感器2通過調(diào)節(jié)裝置3設(shè)置在撐桿4上，所述撐桿4設(shè)置在小車I上，所述控制板5也設(shè)置在小車I上，所述小車I設(shè)置在白色的軌道上，所述軌道中間涂有黑線，所述調(diào)節(jié)裝置3包括固定支架32和旋轉(zhuǎn)支架31，所述旋轉(zhuǎn)支架31開拆卸的安裝在所述撐桿4上，所述旋轉(zhuǎn)支架31 —端可上下擺動的與所述固定支架32連接，所述旋轉(zhuǎn)支架31另一端可拆卸的固定所述CMOS圖像傳感器2，因此可以上下調(diào)節(jié)旋轉(zhuǎn)支架31來調(diào)節(jié)CMOS圖像傳感器2的拍攝角度。
[0033]在優(yōu)選的實施方案中，所述軌道采用KT板，KT板是一種由PS顆粒經(jīng)過發(fā)泡生成板芯，經(jīng)過表面覆膜壓合而成的一種新型材料。
[0034]在優(yōu)選的實施方案中，如圖3所示，所述旋轉(zhuǎn)支架31包括固定面311，所述固定面311通過螺栓323與所述CMOS圖像傳感器2連接，所述固定面311的另一側(cè)設(shè)置兩個間隔的凸起面312，所述凸起面312上設(shè)置有通孔，所述凸起面312上通孔與所述固定支架32的凸起端322上的穿孔貫通，兩個所述凸起面312之間的間隔距離略大于所述凸起端322寬度，因此將凸起端322插入所述凸起面312的間隔后，所述通孔和穿孔內(nèi)穿過有螺栓323，所述螺栓323通過螺母324將凸起面312和凸起端322固定，可先將所述旋轉(zhuǎn)支架31調(diào)整到合適角度，在將所述螺母324與螺栓323擰緊，將旋轉(zhuǎn)支架31的角度固定住。
[0035]以上述依據(jù)本發(fā)明的理想實施例為啟示，通過上述的說明內(nèi)容，相關(guān)工作人員完全可以在不偏離本項發(fā)明技術(shù)思想的范圍內(nèi)，進(jìn)行多樣的變更以及修改。本項發(fā)明的技術(shù)性范圍并不局限于說明書上的內(nèi)容，必須要根據(jù)權(quán)利要求范圍來確定其技術(shù)性范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種CMOS道路識別方法，其特征在于，包括以下步驟: (1)通過CMOS圖像傳感器對白色軌道上的黑線進(jìn)行實時圖像采集，并將采集到的圖像數(shù)據(jù)發(fā)送給控制板； (2)所述控制板對所述圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行濾波處理，再計算出黑線轉(zhuǎn)向目標(biāo)值； (3)所述控制板采用H)算法通過所述黑線轉(zhuǎn)向目標(biāo)值計算出轉(zhuǎn)向值。
2.如權(quán)利要求1所述的CMOS道路識別方法，其特征在于，所述步驟(2)具體為:“所述控制板對所述圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行凹槽濾波處理，并通過邊緣提取算法計算出黑線轉(zhuǎn)向目標(biāo)值”。
3.如權(quán)利要求1或2所述的CMOS道路識別方法，其特征在于，所述步驟(3)具體為:“所述控制板采用ro算法通過所述黑線轉(zhuǎn)向目標(biāo)值計算出轉(zhuǎn)向值Ui =Kp X e (n) +Kd X (e (n) _e (η-1))； 其中Kp，Kd為系數(shù)，e (n)為η次黑線轉(zhuǎn)向目標(biāo)值，e (η_1)為η_1次黑線轉(zhuǎn)向目標(biāo)值。
4.一種CMOS道路識別裝置，包括相互連接的CMOS圖像傳感器和控制板，其特征在于，所述CMOS圖像傳感器通過調(diào)節(jié)裝置設(shè)置在撐桿上，所述撐桿設(shè)置在小車上，所述控制板也設(shè)置在小車上，所述小車設(shè)置在白色的軌道上，所述軌道中間涂有黑線，所述調(diào)節(jié)裝置包括固定支架和旋轉(zhuǎn)支架，所述旋轉(zhuǎn)支架開拆卸的安裝在所述撐桿上，所述旋轉(zhuǎn)支架一端可上下擺動的與所述固定支架連接，所述旋轉(zhuǎn)支架另一端可拆卸的固定所述CMOS圖像傳感器。
5.如權(quán)利要求4所述的CMOS道路識別裝置，其特征在于，所述軌道采用KT板。
6.如權(quán)利要求4或5所述的CMOS道路識別裝置，其特征在于，所述旋轉(zhuǎn)支架包括固定面，所述固定面通過螺栓與所述CMOS圖像傳感器連接，所述固定面的另一側(cè)設(shè)置兩個間隔的凸起面，所述凸起面上設(shè)置有通孔，所述凸起面上通孔與所述固定支架的凸起端上的穿孔貫通，所述通孔和穿孔內(nèi)固定有螺栓，所述螺栓通過螺母將凸起面和凸起端固定。
【文檔編號】G05D1/02GK103984347SQ201410225020
【公開日】2014年8月13日 申請日期:2014年5月23日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月23日
【發(fā)明者】閆琪, 金立立, 王江, 廉德富, 崔金銀 申請人:蕪湖藍(lán)宙電子科技有限公司