西北工业大学勇毅队附件A：基于CCD的路径识别方法探

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1、基于CCD的路径识别方法探讨李亚，王培，梁栋(西北工业大学自动化学院，西安710072)摘要「'飞思卡尔”杯全国大学生智能汽车竞赛中最重要的是道路检测中的黑线识别，木文屮给出了三种不同的黑线识别方法，包拾：寻找木行屮最”黑”的点，固定阈值法，边缘检测法，并用三种方法对道路中的直道、弯道、十字交叉分别进行了对比试验，验证各自的优缺点，我们最终采用了效果较好的边缘检测。关键词：道路检测，黑线识别，固定阈值，边缘检测ThediscussionofRoadrecognitionmethodsbasedonCCDLiYa^WangPei,LiangDong(CollegeofAutom

2、aticControbNorthwesternPolytechnicalUniversity^Xi^an710072,China)Abstract：Themostimportantofthesecondsessionofthe“Freescale"IntelligenceCarCompetitionisblack-lineidentificationofroadrecognition.Thispaperpresentedthreedifferentblack-lineidentificationmethods,including:findtheblackestofthelin

3、e,fixedthresholdvalue,edgedetection,andmakecomparativetestingforstraights,cornersandcriss-crossusingthethreemethods,certificatetheirrespectivestrengthsandweaknesses.Weadoptedgedetectionwhoseeffectisbetterthanothers-Keywords：Roadrecognition,Black-lineidentification,Fixedthresholdvalue,Edgede

4、tection1引言“飞思卡尔”杯全国大学生智能汽车竞赛一个很重要的特征是赛道以黑线作为赛车的引导线，使赛车按规定的要求完成全程比赛。因此，黑线的提取至关觅要。一定程度上，黑线提取的好坏，即黑线提取的实时性，准确性，抗干扰性在很大程度上决定着赛车控制系统的稳定性，准确性，快速性。纵观首届“飞思卡尔”杯全国人学生智能车邀请赛和今年各个赛区的预赛悄况，几乎所有的队伍都是以黑线作为赛车行驶的参考线。2黑线识别的三种方法比较本文主要就黑线识别的三种常用方法作以简要探讨。为了方便取证，本文以我们组的比赛用车为模板采取数据。表1给出了本文中模型车参考的一些参数。测试电池电压7.82V舵机

5、供电电压7.82VAD参考电压2.50VCCD供电电压11.34VCCD高度22.14cmCCD镜头角度arctan(49.4^22.14)测试时间与环境白天室内赛道有无反光略有反光表1□□方法“寻找本行中最”黑”的点。CCD采集进来的信号经过AD转换以后就变成了相应的灰度值。灰度值的人小与视频信号电平的高低成正比。因此寻找是了最”黑”点也就是寻找本行中灰度值最小的一个点。这种算法编程比较简单，实现起来也比较方便，处理时间比较短，程序编写得当可以一场处理一次，提高舵机和电机的控制频率，从而使系统控制更加实时性，赛车行驶的更加平稳。但是这种算法有一个致命的缺陷就是不管怎么赛车有

6、没有在正确的轨道上，不管赛车有没有看到黑线，它总能给每行找出一个黑点来。要想排除这种情况，需要加上额外的信息处理。另外，由于受到光线等诸多环境因素的影响，本行屮最黑的点未必就是黑线的中心点，甚至有可能也不是黑色引导线上的点，而是干扰点。这种意外情况排除起来就相对比较困难。还有，这种算法对十字交差是识别不出来的。因为我们没有办法根据一个黑点来判别十字路况。方法2：固定阈值法考虑到每个赛车有1—2分钟的调试时间，这个时候我们就可以获取该比赛环境下一场图像中黑点的平均阈值，并以这个平均阈值（固定不变）作为基准來进行黑线识别，记录下所有"黑点''的位置，获取其平均值作为当前黑线的中心

7、。这种算法能使赛道上少数干扰点的影响减小，因为干扰点的偏移被平均而相应减小了；缺点是易受环境（比如光线）的影响。因为平均阈值因为光线的变化在赛道的不同位置可能会略有不同。如果赛道反光的话，反光行屮的黑点平均阈值可能会被当成白点来处理，从而直接造成后而的路径识别错误。方法3：边缘检测法。这种算法一个很重要的特征就是其抗干扰的能力比较强。对采集进來的图像灰度信息矩阵pp[40],检测其阈值的跳变，并记录该跳变是上升沿跳变还是下降沿跳变。如果第一个跳变是上升沿跳变，则说明此点之前的点全是黑点，记下此时位置，除