一种基于线性CCD摄像头的车辆寻迹方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于线性CCD摄像头的车辆寻迹方法及系统，其中涉及的一种基于线性CCD摄像头的车辆寻迹方法，包括：S1.采集CCD摄像头进行车辆寻迹时的曝光反馈量，并根据采集的曝光反馈量获取CCD摄像头的曝光时间；S2.通过峰值法计算CCD摄像头相对应的二值化阈值，基于计算得到的二值化阈值对CCD摄像头的像素点进行二值化处理；S3.筛选CCD摄像头进行车辆寻迹时轨道的左右边界，并对进行二值化处理后的像素点进行遍历，得到轨道的中线位置；S4.判断车辆寻迹是否结束，若否，则重复执行步骤S1

【技术实现步骤摘要】
一种基于线性CCD摄像头的车辆寻迹方法及系统


[0001]本专利技术涉及车辆巡航自动控制的
，尤其涉及一种基于线性CCD摄像头的车辆寻迹方法及系统。

技术介绍

[0002]车辆的巡航的自动控制以及稳定运行要求车辆能够准确提取道路信息，并精准的进行寻迹。车辆的寻迹能通过准确识别轨道找寻前进方向，从而完成一些自主运输或者自动监测等任务。在目前企业生产技术不断提高、对于自动化技术要求不断加深的环境下，这种技术受到越来越多的关注和研究。而准确提取道路信息的基础在于能否准确区分所要寻迹轨道的目标颜色与背景颜色。对于寻迹系统来说，有很多用于寻迹的传感器，但是考虑到成本、分辨率以及前瞻性的因素，会使用线性CCD摄像头作为寻迹传感器。
[0003]由于在寻迹过程中会受到各种因素的影响，尤其是光强等因素，会使得车辆对于轨道边界的判断出现较大的误差。目前针对线性CCD摄像头寻迹系统，轨迹的提取大多采用数据采集、数据处理、二值化。其中数据的采集当中很重要的一部分是要做到在任何光强下都能稳定的采集数据，目前的应对措施主要有自适应调整曝光时间、卡尔曼滤波等等。在二值化的处理中，目前的主要方法有灰度平均值法、大津法、最佳迭代法等。以上方法都较为繁琐，不利于给单片机留出更多精力处理一些其他较为复杂的通信、传输等任务。因此，随着智能车辆的功能越来越强大，复杂度越来越高，探索一种简便、快捷的寻迹方法成为车辆巡航自动控制领域的一个十分具有理论意义和实用价值的研究方向。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是针对现有技术的缺陷，提供了一种基于线性CCD摄像头的车辆寻迹方法及系统。
[0005]为了实现以上目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0006]一种基于线性CCD摄像头的车辆寻迹方法，包括：
[0007]S1.采集CCD摄像头进行车辆寻迹时的曝光反馈量，并根据采集的曝光反馈量获取CCD摄像头的曝光时间；
[0008]S2.通过峰值法计算CCD摄像头相对应的二值化阈值，基于计算得到的二值化阈值对CCD摄像头的像素点进行二值化处理；
[0009]S3.筛选CCD摄像头进行车辆寻迹时轨道的左右边界，并对进行二值化处理后的像素点进行遍历，得到轨道的中线位置；
[0010]S4.判断车辆寻迹是否结束，若否，则重复执行步骤S1
‑
S3，直到完成车辆的寻迹。
[0011]进一步的，所述步骤S1之前还包括：
[0012]S0.预设CCD摄像头的曝光时间。
[0013]进一步的，所述步骤S1具体为：
[0014]S11.将CCD摄像头进行车辆寻迹时像素点的加权平均像素灰度值作为当前的曝光
反馈量；
[0015]S12.根据曝光反馈量计算像素点的实际电压偏差；
[0016]S13.判断计算得到的实际电压偏差的绝对值是否小于允许电压偏差，若是，则CCD摄像头的曝光时间不改变；若否，则执行步骤S14；
[0017]S14.判断计算得到的实际电压偏差是否大于允许电压偏差，若是，则增加曝光时间；若否，减少曝光时间。
[0018]进一步的，所述步骤S12中计算像素点的实际电压偏差，表示为：
[0019]error＝M
value
‑
A
value
[0020]其中，error表示CCD摄像头获取的像素点的实际电压偏差；M
value
表示表示正常光照下像素点的平均电压值；A
value
表示计算出的加权平均像素值的电压。
[0021]进一步的，所述步骤S13、S14具体为：
[0022][0023]其中，Time表示CCD摄像头的曝光时间。
[0024]进一步的，所述步骤S2具体为：
[0025]S21.遍历CCD摄像头进行车辆寻迹时像素点的灰度值；
[0026]S22.将灰度值进行分组，并计算每组出现的像素点频率；
[0027]S23.通过直方图分析方法筛选像素点分布最为密集的两个组；
[0028]S24.根据筛选出的两个组计算二值化的阈值；
[0029]S25.根据二值化阈值对像素点进行二值化处理。
[0030]进一步的，所述步骤S24中二值化的阈值，表示为：
[0031][0032]其中，TS
value
表示二值化的阈值；A1、A2分别表示对灰度值进行分组的灰度始末值；Δ、n分别表示分组的间隔、组数；A
s
表示第一组灰度的中间值；peak[0]、peak[1]表示像素点分布最为密集的两个组(起始组号为0)。
[0033]进一步的，所述步骤S25中对像素点进行二值化处理，表示为：
[0034][0035]其中，Pixel表示CCD摄像头采集的像素点的灰度值。
[0036]相应的，还提供一种基于线性CCD摄像头的车辆寻迹系统，包括：
[0037]获取模块，用于采集CCD摄像头进行车辆寻迹时的曝光反馈量，并根据采集的曝光反馈量获取CCD摄像头的曝光时间；
[0038]第一处理模块，用于通过峰值法计算CCD摄像头相对应的二值化阈值，基于计算得到的二值化阈值对CCD摄像头的像素点进行二值化处理；
[0039]第一筛选模块，用于筛选CCD摄像头进行车辆寻迹时轨道的左右边界，并对进行二值化处理后的像素点进行遍历，得到轨道的中线位置；
[0040]第一判断模块，用于判断车辆寻迹是否结束。
[0041]进一步的，所述获取模块具体为：
[0042]设置模块，用于将CCD摄像头进行车辆寻迹时像素点的加权平均像素灰度值作为当前的曝光反馈量；
[0043]第一计算模块，用于根据曝光反馈量计算像素点的实际电压偏差；
[0044]第二判断模块，用于判断计算得到的实际电压偏差的绝对值是否小于允许电压偏差；
[0045]第三判断模块，用于判断计算得到的实际电压偏差是否大于允许电压偏差。
[0046]与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：
[0047]1、在数据采集和处理的过程中考虑到节省单片机资源，在不降低获取数据稳定性的前提下优化线性CCD摄像头的数据采集以及处理；
[0048]2、该基于线性CCD摄像头的车辆寻迹方法简单，便于理解，调整参数少，数据处理高效、实时性高，实用性和适应性强。
附图说明
[0049]图1是本实施例一提供的一种基于线性CCD摄像头的车辆寻迹方法流程图；
[0050]图2是本实施例一提供的获取曝光时间的方法流程图；
[0051]图3是本实施例一提供的二值化处理的方法流程图；
[0052]图4是本实施例二提供的在实时调整曝光时间的前提下受较强光照时采集像素点的像素灰度值的分布情况示意图；
[0053]图5是本实施例二提供的利用峰值法计算出合适的用来进行二值化的阈值示意图；
[0054]图6本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于线性CCD摄像头的车辆寻迹方法，其特征在于，包括：S1.采集CCD摄像头进行车辆寻迹时的曝光反馈量，并根据采集的曝光反馈量获取CCD摄像头的曝光时间；S2.通过峰值法计算CCD摄像头相对应的二值化阈值，基于计算得到的二值化阈值对CCD摄像头的像素点进行二值化处理；S3.筛选CCD摄像头进行车辆寻迹时轨道的左右边界，并对进行二值化处理后的像素点进行遍历，得到轨道的中线位置；S4.判断车辆寻迹是否结束，若否，则重复执行步骤S1
‑
S3，直到完成车辆的寻迹。2.根据权利要求1所述的一种基于线性CCD摄像头的车辆寻迹方法，其特征在于，所述步骤S1之前还包括：S0.预设CCD摄像头的曝光时间。3.根据权利要求2所述的一种基于线性CCD摄像头的车辆寻迹方法，其特征在于，所述步骤S1具体为：S11.将CCD摄像头进行车辆寻迹时像素点的加权平均像素灰度值作为当前的曝光反馈量；S12.根据曝光反馈量计算像素点的实际电压偏差；S13.判断计算得到的实际电压偏差的绝对值是否小于允许电压偏差，若是，则CCD摄像头的曝光时间不改变；若否，则执行步骤S14；S14.判断计算得到的实际电压偏差是否大于允许电压偏差，若是，则增加曝光时间；若否，减少曝光时间。4.根据权利要求3所述的一种基于线性CCD摄像头的车辆寻迹方法，其特征在于，所述步骤S12中计算像素点的实际电压偏差，表示为：error＝M
value
‑
A
value
其中，error表示CCD摄像头获取的像素点的实际电压偏差；M
value
表示表示正常光照下像素点的平均电压值；A
value
表示计算出的加权平均像素值的电压。5.根据权利要求4所述的一种基于线性CCD摄像头的车辆寻迹方法，其特征在于，所述步骤S13、S14具体为：其中，Time表示CCD摄像头的曝光时间。6.根据权利要求1所述的一种基于线性CCD摄像头的车辆...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋秀兰，李永博，胡志强，陈雨，卢为党，
申请(专利权)人：浙江工业大学，
类型：发明
国别省市：