基于光电传感阵列与摄像头的寻线控制算法.pdfVIP

基于光电传感阵列和摄像头的寻线控制算法 关 军 (上海交通大学 机器人研究所 上海 200240） 文 摘 本文，研究分析了分别基于光电传感器阵列和摄像头的寻线控制 方案，通过评估比较两种方案各自具有的优势与不足，设计了一种基 于两种传感器融合使用的寻线控制算法。摄像头和光电传感阵列的混 和使用，充分发挥了摄像头探测距离远，光电管信号可靠的特点，有 效解决了摄像头在弯道行驶中丢失黑线的问题。实践表明，该控制算 法改善了赛车弯道行驶性能，提高了赛车寻线的可靠性。 关键词：摄像头；光电传感器；寻线控制；弯道识别 A line-tracking control algorithm based on photoelectric sensor array and camera Guan Jun (Research Institute of Robotics, Shanghai Jiao Tong University, Shanghai 200240, China) Abstract: In paper, we make a study on line-tracking control schemes based respectively on photoelectric sensor array and camera. Realizing that both schemes have their own advantages and disadvantages, we have designed a line-tracking control method which combines these two kinds of sensors. The use of camera and photoelectric sensor array together is able to make full advantage of the feature that camera could detect comparatively more distant and that photoelectric signal is more reliable, thus effectively solve the problem that the camera will miss the black line when turning. Experiments show that such method can improve the 1 performance of the vehicle when turning as well as the reliability of tracking. Key Word: Camera; Photoelectric sensor; Line-tracking control; Curve detecting 寻线传感器的选择，是此次智能车竞赛需要首先考虑的问题。不 同的寻线传感器，意味着完全不同的比赛策略与车辆控制算法，在电 路设计、机械结构安装以及软件程序上体现完全不同的取向。根据韩 国之前的比赛经验，考虑到车模比较小，单片机处理速度不高，多数 参赛队伍选用红外光电传感器阵列作为主要的寻线传感器。红外光电 传感器是利用红外光在黑色和白色的反射率相差大的特性，识别黑 线。其电路设计简单，设备成本低，判断黑线快速准确，只需一路普 通 I/O，即可捕获黑线。采用单排或者双排的光电传感阵列，获取前 方赛道信息，控制车体运动，完成比赛。光电传感器稳定可靠，但是 检测距离近，限制了车辆控制算法的预判性。因此，很多队伍采用摄 像头作为寻线传感器。其弥补了光电传感器探测距离短的缺点。视频 采集点多，可以获取丰富的赛道信息，识别各种赛道情况，便于车体 控制。 作者在第一