智能车摄像头设计
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智能摄像头小车的设计与制作一.设计思想与总体方案1,设计思想小车行驶过程中,通过摄像头探测前方的黑线,将采集到的信息传回单片机,通过判断黑线的形状和曲率调整舵机转角,使小车沿黑线行驶,达到循迹功能。
2,总体设计方案本设计以Freescale16位单片机、MC9SXS128作为检测和控制核心,用CCD 摄像头探测黑线,飞思卡尔车体。
3 摄像头选择由于对车体的控制方法都是基于对赛道黑线的准确提取与判断上的,所以对外界信息采集的唯一入口的摄像头传感器选择就显得尤为重要。
本次实验所选用的摄像头为CCD摄像头相比较而言,CMOS 数字摄像头硬件电路相对简单,工作电压低,电流小,功耗小,工作稳定。
但是在动态图像的现实中不如 CCD 摄像头清晰,而且噪音比较大,灵敏度低。
小车在高速运动情况下,不仅有小车沿赛道延伸方向的速度,还有位置校正带来的横向摆动,这样一来,黑线在曝光时间内不稳定,产生了图像不实。
在这一点 CCD 摄像头有更大的优势,它噪音小,灵敏度高,信噪比大,所以我们选择CCD摄像头,以适应小车高速运动的情况。
二.系统硬件结构设计本系统硬件结构主要由 HCS12 控制核心、电源管理单元、摄像头模拟信号采集电路、车速检测模块、转向伺服电机控制电路和直流驱动电机控制电路组成,其系统硬件结构如图1.1所示。
图1.1 系统硬件框图1,单片机单元XS128 最小系统我们采用了自己设计制作的最小系统板,采用MC9SXS128芯片作为控制芯片。
具有体积小,性能稳定的特点。
主频最高可达到90M,图2.8为系统版原理图。
图 2.8 最小系统板原理图3, 测速电路设计由于今年的车模是双电机,要对小车进行很好的控制就必须实时的监测小车的运行状态,即检测小车的运行速度。
MC9SXS128系统板自带一路脉冲捕捉电路,可以测出一个电机的速度,另一个电机的速度我们采用74HC161芯片来计数测出电机的当前速度,其电路原理图如图2.11所示。
车辆识别监控方案设计标准在道路交通领域,安全问题一直是一个重要的话题。
而车辆识别监控系统可以在道路上起到非常重要的监控作用。
在设计车辆识别监控方案时,应该遵循以下标准:视频监控设备标准在车辆识别监控系统中,视频监控设备是关键的组成部分之一。
因此,设计方案应该考虑以下标准:1.分辨率:应该选择至少1080p的高清摄像头,以保证对车辆的准确识别。
2.视野角度:应该选择视野角度为120度以上的摄像头,以覆盖更广的区域。
3.帧率:应该选择至少30fps的摄像头,以保证监控画面的流畅度。
4.色彩还原:摄像头应该具备良好的色彩还原能力,以便更准确地识别车辆颜色。
5.照明条件:摄像头应该可以自适应外界光线,以保证在不同的照明条件下能够拍摄清晰的画面。
图像处理标准车辆识别监控系统不仅需要高质量的视频监控设备,还需要强大的图像处理能力。
因此,设计方案应该考虑以下标准:1.图像分割:应该采用基于像素的边缘检测或区域分离等算法,以从监控画面中分割出车辆的轮廓。
2.特征提取:应该采用特征点检测或特征描述算法,以从车辆的轮廓中提取出关键性的特征点。
3.目标跟踪:应该采用运动目标跟踪算法,以实现对车辆的连续跟踪。
4.车辆识别:应该采用基于深度学习算法的车辆识别模型,以实现对车辆的准确识别。
数据管理标准车辆识别监控系统产生的数据量相当庞大,因此需要遵循以下数据管理标准:1.存储方式:应该选择高效的存储方式,例如分布式存储或云存储等。
2.数据格式:应该选择标准的数据格式,以便与其他系统进行数据交流。
3.数据安全:应该采用严格的数据安全策略,并加密敏感数据,保证数据的安全性。
4.数据备份:应该定期备份数据,以防止数据丢失。
结论车辆识别监控系统能够有效提高道路交通的安全性,减少交通事故的发生。
在设计车辆识别监控方案时,应该遵循以上标准,从视觉监控设备、图像处理能力和数据管理等方面进行全面考虑,以确保系统的高效运行和数据的安全性。
基于CCD摄像头的智能车系统设计摘要随着电子技术与智能控制的发展,智能车的已经成为自动控制领域内的一个研究热点。
第一章绪论1.1研究背景1.1.1 智能车的发展历程智能车的发展是从自动导引车(Automatic Guided Vehicle,AGV)起步的。
AGV是指装有电磁或光学等自动导引装置,能够沿规定的导引路径行驶,具有安全保护及各种移栽功能的运输车辆。
1913年,美国福特汽车公司首次将有轨导引的AGV代替输送机用到底盘装配上。
1953年,美国Barrett Electric公司制造了世界上第1台采用埋线电磁感应方式跟踪路径的自动导向车,也被称作“无人驾驶牵引车”。
20世纪60年代和70年代初,AGV仍采用这种导向方式。
在20世纪70年代和80年代初,AGV的应用领域扩大而且工作条件也变得多样化,因此,新的导向方式和技术得到了更广泛的研究与开发。
随着电子和计算机技术的发展,视觉导航和激光导航成为了热门的研究方向。
由此出现了智能车的概念。
从1987年到1994年,在欧洲展开可“普罗米修斯” (Prometheus Program for the European traffic of highest efficiency and unprecedented safety)EUREKA项目。
该项目中颇具代表性的是戴姆勒——奔驰公司研制的VITAⅡ试验车,于1994年10月在巴黎附近的一条告诉公路上进行了车辆导航试验,在长达几千公里的普通三车道路段中采用了驾驶员辅助驾驶和车辆自主驾驶相结合的导航方法。
德国联邦大学(UBM),从20世纪80年代初期就开始了智能车辆自主导航研究,其合作伙伴是德国戴姆勒—奔驰汽车公司。
其中最具代表性的是一辆由豪华型本车500SEL改装成的VaSoRs-P试验车。
VaSoRs-P 试验车在高速公路和普通公路上进行了大量的试验,试验内容包括跟踪车道线,躲避障碍以及自动超车等。
基于STM32的无线视频监控智能小车设计一、引言近年来,无线视频监控技术得到了广泛应用,它可以通过无线传输将监控画面实时传输到控制中心或者挪动设备上,大大便利了人们对于遥程地点的监控。
为了更好地应用无线视频监控,本文设计了一种基于STM32的无线视频监控智能小车。
该小车可以通过无线网络与控制端建立毗连,实时传输视频监控画面,并且可以通过遥控方式进行控制和操作。
二、设计思路1. 硬件设计本设计的控制核心接受了STM32系列单片机。
STM32单片机具有强大的性能和丰富的资源,可以满足小车的控制要求。
同时,为了能够无线传输监控画面,还需要使用WiFi模块和摄像头模块。
通过WiFi模块,可以与控制端建立毗连,并通过无线网络传输数据。
摄像头模块负责采集实时视频画面,并传输给WiFi模块。
2. 软件设计小车的软件设计分为嵌入式软件和上位机软件两部分。
嵌入式软件部分,主要是通过STM32单片机实现对小车电机的控制和对WiFi模块的控制。
使用STM32的PWM输出来控制小车电机的转速和方向,实现前后左右的运动控制。
同时,通过串口通信方式与WiFi模块进行数据的传输和接收。
在接收到控制端发送的指令后,将指令解析,对小车进行相应的运动或摄像头的控制。
上位机软件部分,主要是通过PC机端实现对小车的控制和对接收到的视频画面进行显示。
在PC机端编写的控制端软件上,可以通过键盘或者鼠标对小车进行遥控操作,实现对小车的运动控制。
同时,可以接收到小车传输的视频画面,并实时显示在PC机端。
三、关键技术实现1. WiFi通信技术为了实现小车与控制端之间的无线传输,需要使用到WiFi通信技术。
通过在小车上添加WiFi模块,可以与控制端建立无线毗连,并进行数据传输。
通过WiFi模块支持的TCP/IP协议栈,实现对数据的可靠传输。
2. 视频采集与传输技术为了实现实时视频监控功能,需要使用到摄像头模块。
通过摄像头模块,可以采集到实时的视频画面。
摄像头智能车硬件设计方案摄像头智能车是一种基于视觉识别技术的智能交通工具,它能够通过搭载摄像头和相关硬件设备来实现对周围环境的感知和识别,从而实现自动导航和避障功能。
本文将详细介绍摄像头智能车的硬件设计方案。
一、摄像头选型在进行摄像头智能车的硬件设计前,需要选择合适的摄像头作为感知器。
摄像头的性能对智能车的感知和识别能力至关重要。
在选型时,需要考虑以下几个因素:1. 分辨率:摄像头的分辨率决定了图像的清晰度,高分辨率摄像头能够提供更清晰、更详细的图像。
2. 视场角:视场角决定了摄像头所能够感知到的范围,宽视场角能够提供更广阔的视野。
3. 帧率:帧率决定了摄像头所能够捕捉的图像数量,较高的帧率可以提供更流畅的图像。
4. 环境适应性:摄像头需要具备适应各种光照条件和环境的能力,以确保在不同情况下的正常工作。
基于以上考虑,可以选择性能较好的工业级摄像头,如索尼IMX219 等。
二、硬件设计1. 主控板设计:智能车的主控板负责控制车辆的运动和感知,可以选择基于ARM架构的单片机作为主控芯片,如STM32系列、Raspberry Pi等。
2. 驱动电路设计:驱动电路为摄像头和电机提供相应的电源和控制信号。
通过设计合适的电路,可以实现对摄像头和电机的精确控制。
3. 通信模块设计:为了实现智能车的远程控制和数据传输,可以在硬件设计中加入相应的通信模块,如蓝牙、Wi-Fi或者4G通信模块。
4. 电源设计:设计合适的电源系统是确保智能车正常工作的重要环节。
需要考虑到电源的稳定性、可靠性和安全性,以满足智能车的动力需求。
5. 传感器设计:除了摄像头外,还可以加入其他传感器来增强智能车的感知能力,如超声波传感器、红外传感器等,用于检测障碍物和避免碰撞。
三、软件开发在硬件设计完成后,也需要进行相关的软件开发工作,以实现摄像头智能车的智能化控制。
需要开发的软件内容包括:1. 图像处理算法:通过软件开发实现对摄像头获取的图像进行实时处理和分析,提取其中的有价值信息。
摄像头智能车硬件设计方案摘要:摄像头智能车是一种将摄像头技术应用于智能车辆系统的装置。
本文将会介绍摄像头智能车的硬件设计方案,包括系统架构和各个硬件组件的功能和设计要点。
1. 引言摄像头智能车是近年来智能交通领域的热门研究方向。
它通过搭载摄像头等高精度传感器,对道路环境进行实时感知和分析,从而实现智能驾驶、自动导航和事故预警等功能。
本文将重点介绍摄像头智能车的硬件设计方案。
2. 系统架构摄像头智能车的系统架构主要包括感知模块、决策模块和执行模块三个部分。
2.1 感知模块感知模块是摄像头智能车最关键的硬件组件之一。
它通过搭载高像素摄像头和图像处理芯片,获取道路环境的图像信息,并进行实时感知和分析。
感知模块的设计要点包括摄像头选择与布置、图像采集与处理算法等。
2.2 决策模块决策模块是摄像头智能车的核心控制部分。
它基于感知模块获取到的图像信息,通过深度学习算法和神经网络模型进行图像识别和目标检测,从而实现对道路环境的理解和判断。
决策模块的设计要点包括算法选择与优化、模型训练与更新等。
2.3 执行模块执行模块是摄像头智能车的动力和执行部分。
它根据决策模块的输出结果,控制车辆的转向、加速、刹车等动作,从而实现智能驾驶和自动导航功能。
执行模块的设计要点包括电机驱动器选择与配置、控制算法设计与优化等。
3. 硬件设计要点3.1 摄像头选择与布置在摄像头的选择上,应考虑分辨率、帧率和感光度等因素。
一般而言,选择分辨率较高、帧率较快、感光度较高的摄像头能够提供更清晰、稳定的图像信息。
同时,摄像头的布置要考虑视野覆盖范围、角度选择和固定方式等因素,以确保对道路环境的全方位感知。
3.2 图像采集与处理算法图像采集与处理算法是感知模块的核心。
常用的图像处理算法包括边缘检测、颜色识别、目标跟踪和图像分割等。
在设计过程中,需要考虑到算法的实时性和稳定性,以适应复杂多变的道路环境。
3.3 算法选择与优化决策模块的算法选择与优化是实现摄像头智能车准确判断道路环境的关键。
北京联合大学“启明星”第五届智能汽车竞赛设计方案队伍名称:参赛队员:带队教师:第五届北京联合大学智能汽车竞赛技术报告摘要:本文详细介绍了了一种基于摄像头传感的循迹自动行驶小车的方法。
使用了在汽车自动控制中使用较为广泛的一种单片机:Freescale MC9S12XS128 单片机。
智能车通过模拟摄像头获得黑线信息,再经过一定算法控制舵机和电机,实现转向和速度控制,最终实现循迹的功能。
关键词:循迹,摄像头,PID目录第一章引言 (4)1.总体设计 (4)第二章机械设计 (5)第三章硬件设计 (8)第四章算法设计 (10)4.1 图象处理算法 (10)4.1.1“二值化”算法 (11)4.1.2 “去噪”算法 (11)4.2 控制算法 (13)4.2.1 转向控制 (13)4.2.2 速度控制 (14)第五章调试部分 (17)5.1 开发工具 (17)5.2 软件调试 (17)5.3 无线调试模块 (19)第六章主要技术参数 (21)第七章结论 (22)7.1主要性能 (22)7.2 改进方向 (22)参考文献 (23)附录 (24)第五届北京联合大学智能汽车竞赛技术报告第一章 引言1.总体设计介于以往的循迹小车大部分都是基于光电传感器控制的,能够“规规矩矩”的在赛道行驶,因此我们这里尝试速度上的突破,采用摄像头控制来获得更高的速度和更好的前瞻性。
小车的基本工作原理为:以白色跑道为引导,通过mc9s12xs128来调整、控制小车的速度和转向,实现小车在赛道上平稳正确的行驶。
图表 1 总体工作流程图 其中最关键的部分为:道路信息采集、处理器对电机和舵机的控制。
道路监测器可有两类:光电传感器和摄像头传感器。
首先,考虑到道路监测要求的完整性及准确性,我们选择了摄像头.摄像头具有光电传感器无法比拟的前瞻性,能够对弯道提前做出判断,并且能够实现切内道和弯道直冲的效果以最大可能提高速度。
同时摄像头又可分为cmos 和ccd 两类,ccd 相对于cmos 来说分辨率及所得图像性噪比好,但耗电多,价格高;此外,跑道为黑白赛道,采集的图像只需要处理成两种信号,并且由于S12的AD 转换需要一定的处理时间,以致摄像头的分辨率也不可能太高,因此综合考虑,我们最终选择OV7620作为我们的路径检测传感器,其次,对于速度传感器,可供选择的方案较多,最终我们选用了精度比较高的接触式光电编码器。
基于STM32的智能小车摄像头循迹系统_毕业设计论文精品智能小车摄像头循迹系统是基于STM32单片机开发的一种智能控制系统,在汽车行驶过程中利用摄像头采集车辆所在位置信息,并根据此信息实现车辆的自动导航。
本文将介绍该系统的设计流程、硬件架构和软件开发。
一、设计流程1.系统需求分析:确定系统的功能需求,包括摄像头采集图像、图像处理和车辆导航等。
2.系统设计:根据需求确定系统的硬件和软件设计方案。
3.摄像头选型与接口设计:选择合适的摄像头模块,并实现与STM32的接口设计。
4.图像采集与处理:利用摄像头采集图像,并通过图像处理算法提取车辆所在位置信息。
5.车辆导航算法设计:根据图像处理的结果,设计车辆导航的控制算法。
6.系统实现与调试:将各个模块进行集成,完成系统的硬件搭建和软件编程,并进行调试和测试。
二、硬件架构该系统主要包括STM32单片机、摄像头模块、电机驱动模块和车辆控制模块。
1.STM32单片机:负责系统的整体控制和图像处理,并根据图像处理的结果发送控制信号给电机驱动模块。
2.摄像头模块:通过图像传感器采集图像,并将图像数据传输给STM32单片机进行处理。
3.电机驱动模块:根据STM32单片机发送的控制信号,控制车辆的运动方向和速度。
4.车辆控制模块:用于接收电机驱动模块发送的控制信号,并控制车辆的运动。
三、软件开发1. 嵌入式软件开发:使用Keil或IAR等开发工具,编写STM32单片机的软件程序,实现图像采集、图像处理和车辆导航等功能。
2.图像处理算法设计:根据摄像头采集到的图像,设计图像处理算法,提取车辆所在位置信息。
3.车辆导航算法设计:根据图像处理的结果,设计车辆导航的控制算法,计算控制信号发送给电机驱动模块。
4.系统集成与调试:将上述软件程序上传到STM32单片机,并将各个硬件模块进行连接和调试,确保系统能够正常工作。
综上所述,基于STM32的智能小车摄像头循迹系统是一种基于图像处理的智能控制系统,通过摄像头采集车辆位置信息并实现自动导航。
摄像头智能车方案设计传感器电路设计延续往届的传感器方案,今年仍然采用了CCD 作为传感器,但采用了信号质量更佳,黑白对比度更大的Sony 系列CCD,当摄像头安装高度为30cm,俯角为30°时,其最大黑白电压差可达到1V。
为了从CCD 输出的PAL 制式信号中提取赛道信息,秉承硬件二值化的指导思想,将灰度图像转换成黑白图像,由于普通I/O 和PAC 的操作速度要比A/D 快,可提高分辨率和前瞻。
通过硬件预处理提取赛道信息,目前有两种主要途径:微分边缘检测和阈值比较检测。
微分边缘检测:通过数据采集程序效率的优化,在总线频率24MHz 条件下可以准确捕获宽度1.5ms 的黑线信号。
并可以达到1200 多的行分辨率和很高的中心解析精度。
在直道上,由于远处的黑白之间的电压差较小,远处的赛道信息提取不到,得到的预处理图像是不可信的。
另外,在近处也经常发生丢失赛道边缘的情况。
数字阈值比较检测:利用快速A/D 采集CCD 信号,MCU 输出信号作为阈值与快速A/D 得到的信号通过数字比较器得到二值化信息。
这个电路的优势在于可以通过MCU 输出不同的阈值从而得到良好的信噪比,另外,快速A/D 得到的信号可以输入给单片机,硬件预处理效果不佳的时候可以切换到片外A/D 模式,使算法更加灵活。
但由于单片机的计算能力有限,切换到片外A/D 模式之后数据量过大,最终没有采取这种方案。
模拟阈值比较检测:模拟阈值比较检测与上述数字阈值比较检测原理相似,只是用D/A 输出阈值与CCD 输出信号进行比较得出赛道信息。
该方案可以达到3m 的直线前瞻,1.5m 的弯道前瞻,但该方案最大的缺点就是受光线。