科技创新三试验报告.DOC

科技创新【3】实验报告 项目名称：计算机控制小车走迷宫 组号：M14 日期：2009年6月15日 目录 一、团队信息……………………………………………………………………………… 2 二、整体介绍……………………………………………………………………………… 3 三、硬件部分……………………………………………………………………………… 4 四、软件部分……………………………………………………………………………… 7 五、实验心得……………………………………………………………………………… 10 本项目采用的是ATMEL公司的AT89S52芯片为核心设计，实现小车在计算机控制下走出迷宫的功能。有一台小车和一个pc端，利用计算机处理采集到的图片判断小车及迷宫的相对位置，迷宫信息，在计算机端计算并选择路线，通过无线指令控制小车动作，使之在最短的时间内离开迷宫。姓名 学号 负责工作 赵健男 5050309704 资料汇总，小车装配与调试，程序设计，实验报告 王佳麟 5070309208 图像处理，程序设计，小车装配与调试，实验报告 叶盛 5070309565 程序设计，小车装配与调试，资料汇总与实验报告 李莎 5070309243 程序设计，小车装配与调试，资料汇总与实验报告 佳娜义 5060309191 小车装配与调试，资料汇总与实验报告 由摄像头（USB接口）实时捕捉迷宫内小车的位置和迷宫地形，通过USB线缆传送至电脑里编写的上位机软件，软件通过图像识别找出当前小车的位置信息及迷宫的信息，经过计算，作出控制决策，生成控制信号，并经通讯模块发送至小车。 小车上的控制电路对控制信号作出相应反应，驱动电机。 编译环境 Microsoft Visual C++ .NET 2008 OpenCV计算机图像视觉处理库 主要流程 1.摄像头获取原始图像 2.指定迷宫图像的四个顶点，进行透视变换，得到俯视图 3.对变换后的迷宫图像进行二值化处理 4.指定入口和出口，计算最优路径 5.实时捕捉小车位置，与最优路径相比较，通过串口向小车发出调整指令 6.小车最终到达出口 图像处理 原始图像 利用OpenCV的cvQueryFrame函数从摄像头获取原始图像，虽然效率不高，但考虑到小车控制中各个环节的精度与效率，此处并不是瓶颈，故可以接受。 透视变换 最优路径计算和小车位置判断都基于透视变换后的俯视图，OpenCV提供了透视变换的函数WarpPerspective，该函数按照指定变换矩阵进行变换，而变换矩阵由GetPerspectiveTransform从变换前后两个图像中的4个对应点计算出来。 最优路径与跟踪定位 最优路径的计算使用广度优先有哪些信誉好的足球投注网站算法（BFS，Breadth-First-Search）。 首先将迷宫分割成m ×n个方格（m和n的值由用户来指定），使用每一格在图像上的中心点坐标来代表这一格。然后从指定的入口开始有哪些信誉好的足球投注网站，分别获得当前结点周围四个结点的坐标，将其中与当前结点之间没有墙相隔的结点进队，并且用指针场来记录前继结点的地址。一旦有哪些信誉好的足球投注网站到出口，则停止有哪些信誉好的足球投注网站。然后从队列中不断取出队首元素的指针场所指向的结点，将它们出队并压栈。栈中所保存的就是最优路径。 用一个函数来将某点坐标转化为某一格中心点的坐标。判断两格之间是否有墙的算法是，有哪些信誉好的足球投注网站两格中心点之间的像素，一旦发现黑色的点则说明有墙。 小车的跟踪算法采用OpenCV例程中提供的CamShift算法。为了排除迷宫壁与迷宫地面的干扰，小车需要用蓝色包装。然后用鼠标圈定俯视图上的小车，之后就可以通过OpenCV的CalcBackProject函数得到照片在实时图像中的反向投影。反向投影是一幅图像在另一幅图像中出现的概率，小车的特写在迷宫中出现概率最大的地方自然就是小车当前在迷宫中的位置。而跟踪函数CamShift就是跟踪这块概率最大的区域，并返回这块区域的位置角度大小等信息。把小车的坐标转化为在某一格的中心点坐标，就可以与生成的迷宫路径作比较。 1)检查U1 U2输出电压是否正确。 2)将+5直接接到电动机上，看转不？ 3)检查R4，DOT端必须接VCC(相当于上拉电阻) 2、关于 RXD通讯 直接将TXD(白色)接到RXD上是不行的（看原理图），因为RNN为Float时候相当于RXD接地。 方案有2种： 去掉电阻R3, R5，然后接TXD到RXD. 2)如果2个3极管都是好的，可以将TXD接到Wireless的第4个（从左向右)，然后GND（黑色)接在第2个上，+5悬空（注意不能接第一个，因为他是3.3v的)GND的请不要和+5（红色）接触，不然可能会烧掉usb端口。 之后就可以用UartAssist.exe之类的调