【正文】 掃時(shí)不發(fā)射電子。但由于在早期電子技術(shù)還不發(fā)達(dá)時(shí)，電源不穩(wěn)定，容易對(duì)電視信號(hào)進(jìn)行干擾，而交流電源是50Hz所以，為了和電網(wǎng)兼容，同時(shí)由于25Hz時(shí)圖像不穩(wěn)定，所以后來(lái)工程師們把一副圖像分成兩場(chǎng)顯示，對(duì)于一幅畫面，一共有625行 ，但是電子槍先掃描奇數(shù)場(chǎng)1，3，5.....，然后再掃描2,4,6.....，所以這樣的話，一副圖像就變成了隔行掃描，每秒鐘就有50場(chǎng)了。意味著50/3MS就有一幅圖像產(chǎn)生。再者減小計(jì)算量，沒必要搞那么多的點(diǎn)。 二值化方案的選取圖像二值化是數(shù)字圖像處理技術(shù)中的一項(xiàng)基本技術(shù)，該系統(tǒng)中由于賽道是由黑色和白色兩種顏色組成的，并且背景顏色基本也是白色的，系統(tǒng)的任務(wù)是識(shí)別出黑色的引跑線位置，由于其圖像的干擾并不是很強(qiáng)，因此可以采用二值化的技術(shù)作為系統(tǒng)的圖像預(yù)處理。 雙峰值法在對(duì)賽道環(huán)境的分析中，我們可以發(fā)現(xiàn)黑線部分的亮度是相對(duì)比較固定的，其波動(dòng)的范圍非常小，小于20(亮度值最大為255)，而白色底板的亮度值變化相對(duì)較大一些，但仍能保證其與黑線的亮度值有較大的梯度。該算法計(jì)算的精度較高，能夠找到理想的一個(gè)閥值點(diǎn)，雖然它執(zhí)行的時(shí)間較長(zhǎng)，但是這只是在賽車未起跑前進(jìn)行的初始化運(yùn)算，對(duì)賽車起跑后的速度完全沒有影響，因此該方案是可以采用的?；诘拈撝的軈^(qū)分出圖像的前景和背景的主要區(qū)域所在，但在圖像的細(xì)微處還沒有很好的區(qū)分度。對(duì)大津法可作如下理解：該式實(shí)際上就是類間方差值，閾值t分割出的前景和背景兩部分構(gòu)成了整幅圖像，而前景取值u0，概率為w0，背景取值u1，概率為w1，總均值為u，根據(jù)方差的定義即得該式。為了解決這個(gè)問(wèn)題，有人提出了灰度拉伸的增強(qiáng)大津法。迭代所得的閾值分割的圖象效果良好。經(jīng)過(guò)各種方案對(duì)比，最終選擇雙峰法，這種方法不僅滿足對(duì)圖像處理精度的要求，而且滿足對(duì)速度的要求。前者即是在原圖像上直接進(jìn)行數(shù)據(jù)運(yùn)算，對(duì)像素的灰度值進(jìn)行處理。1. 均值濾波鄰域平均法是一種局部空間域處理的算法。另外，圖像鄰域平均法算法簡(jiǎn)單，計(jì)算速度快，但它的主要缺點(diǎn)是在降低噪聲的同時(shí)使圖像產(chǎn)生模糊，特別在邊緣和細(xì)節(jié)處，鄰域越大，模越厲害。但是對(duì)一些細(xì)節(jié)多，特別是點(diǎn)、線、尖頂細(xì)節(jié)多的圖像不宜采用中值濾波的方法。此例若用平均濾波，窗口也是取5，那么平均濾波輸出為。使用二維中值濾波最值得注意的是保持圖像中有效的細(xì)線狀物體。在圖像去噪領(lǐng)域中，應(yīng)用小波理論進(jìn)行圖像去噪受到許多專家學(xué)者的重視，并取得了非常好的效果。小波去噪的基本思路：（1）.先對(duì)含噪信號(hào)做小波變換，得到一組小波系數(shù)；（2）.通過(guò)對(duì)進(jìn)行閾值處理，得到估計(jì)系數(shù)，使得與兩者的差值盡可能小；（3）.利用進(jìn)行小波重構(gòu)，得到估計(jì)信號(hào)即為去噪后的信號(hào)。估計(jì)小波系數(shù)的方法如下，取： （25）定義： （26）稱之為硬閾值估計(jì)方法。不過(guò)，他們?cè)谄交瑘D像的同時(shí)亦會(huì)使圖像輪廓變得模糊，它們的噪音平滑效果與窗口的寬度有關(guān)，窗口寬度越寬，噪音平滑效果越好，但圖像就越模糊，這個(gè)矛盾難于解決，也是均值濾波和中值濾波的缺點(diǎn)。不過(guò)，他們?cè)谄交瑘D像的同時(shí)亦會(huì)使圖像輪廓變得模糊，它們的噪音平滑效果與窗口的寬度有關(guān)，窗口寬度越寬，噪音平滑效果越好，但圖像就越模糊，這個(gè)矛盾難于解決，也是均值濾波和中值濾波的缺點(diǎn)。同時(shí)外加小液晶和相應(yīng)按鍵，這樣可以根據(jù)實(shí)時(shí)情況來(lái)調(diào)節(jié)相應(yīng)的PID參數(shù)來(lái)適應(yīng)相應(yīng)路況。然后，系統(tǒng)根據(jù)目標(biāo)指引線的位置信息，對(duì)舵機(jī)和電機(jī)施以合適的控制。 核心控制板核心控制板（如圖32所示）負(fù)責(zé)視頻采集、獲取速度并輸出舵機(jī)和驅(qū)動(dòng)電機(jī)的控制信號(hào)。安裝位置太低，會(huì)導(dǎo)致視域不夠廣闊，影響尋線的有效范圍；安裝位置太高，導(dǎo)引線會(huì)變得過(guò)窄而無(wú)法被檢測(cè)到，而且賽車系統(tǒng)會(huì)因重心抬高而穩(wěn)定性變差。安裝方式如圖33所示，經(jīng)過(guò)測(cè)試安裝滿足要求。 //雙峰法的最大值uchar min。 //賦初值 min = 90。amp。 Data_buffer[temp_i][temp_j] = 40) min = Data_buffer[temp_i][temp_j]。 //沒行求一次動(dòng)態(tài)閾值 //Data_Binary(temp_i + 2,threshold)。 去噪設(shè)計(jì)接下來(lái)按照上述小波閾值變換在信號(hào)去噪中的算法及小波閾值函數(shù)進(jìn)行計(jì)算機(jī)仿真，仿真程序采用MATLAB語(yǔ)言編寫。其語(yǔ)法格式為：X = wnoise(FUN,N)[X,XN] = wnoise(FUN,N,SQRT_SNR)[X,XN] = wnoise(FUN,N,SQRT_SNR,INIT) = wnoise(FUN,N)產(chǎn)生幅值在[0，1]之間長(zhǎng)度為2N的信號(hào)，信號(hào)的類型由FUN指定：FUN=1 BLOCKS 產(chǎn)生不規(guī)則的方波信號(hào)FUN=2 BUMPS 產(chǎn)生低頻噪聲FUN=3 HEAVY SIN 產(chǎn)生隨機(jī)間斷的正弦信號(hào)FUN=4 DROPLER 產(chǎn)生chirp信號(hào)FUN=5 QUADCHIRP 產(chǎn)生4次調(diào)頻信號(hào)FUN=6 MISHMASH 產(chǎn)生混雜信號(hào)2.[X,XN] = wnoise(FUN,N,SQRT_SNR)產(chǎn)生含有白噪聲的信號(hào)XN，SQRT_SNR是信號(hào)的噪聲比。 [xref,x] = wnoise(3,11,snr,init)。)。,... num2str(fix(snr))])。wname39。wname39。)根據(jù)信號(hào)小波分解結(jié)構(gòu)[C,L]對(duì)信號(hào)進(jìn)行去噪處理。（2）TPTR=‘sqtwolog’采用的是固定的閾值形式，產(chǎn)生的閾值大小事sqrt（2*log（length（x）））。在統(tǒng)計(jì)學(xué)上，這種極值原理在于設(shè)計(jì)估計(jì)器。 [xref,x] = wnoise(3,11,snr,init)。,39。,lev,39。 title(39。heursure39。one39。subplot(222), plot(xd), axis([1 2048 10 10])。xd = wden(x,39。,39。)。)。s39。sym839。 minimaxi 39。)。s39。sym839。 2．軟門限閾值和硬門限閾值處理比較（SORH的設(shè)置）對(duì)于閾值函數(shù)的確定，Donoho提出了兩種：硬閾值和軟閾值。當(dāng)SORH=‘h’，則為硬閾值處理。 [xref,x] = wnoise(3,11,snr,init)。,thr)。subplot(221),plot(xthard)。subplot(223),plot(xtsoft)。得到去噪效果對(duì)比圖如圖44所示。 二值化后補(bǔ)線如果在拐彎處出現(xiàn)線丟失等狀況需要補(bǔ)線，則補(bǔ)線的大致原則是：選擇每一場(chǎng)離小車較近的幾個(gè)連續(xù)點(diǎn)。temp_line) { if([temp_line] == 0 amp。amp。 [temp_line] != (point 1))//正常 { Middle[temp_line] = (int)(([temp_line] + [temp_line]) / 2)。 != 0) //近處丟失后幾行尋到 { if( (line 3) amp。temp_i++) { [temp_i] = 2 * [temp_i 1] [temp_i 2]。temp_j line。 ( != 0 amp。temp_line) { if([temp_line] == 0 amp。amp。 [temp_line] != (point 1)) { Middle[temp_line] = (int)(([temp_line] + [temp_line]) / 2)。temp_line) //近處沒有線的直接補(bǔ)出來(lái) { Middle[temp_line] = Middle[ + 2]。amp。 [temp_line] == (point 1)) { Middle[temp_line]=(int)((Middle[temp_line+1]+(Rate*([temp_line][temp_line+1]))))。 } else { Middle[temp_line] = Middle[temp_line+1]。 } } } else if(( == 0) amp。temp_line = 0。amp。temp_line) { if([temp_line] == (point 1)) Middle[temp_line] = Middle[temp_line + 1]。temp_line)//補(bǔ)出來(lái)的線可能會(huì)有0 或是 point 1 { Middle[temp_line] = ([temp_line] + [temp_line]) / 2。amp。 [temp_line] == (point 1))//右邊丟失 {Middle[temp_line]=(int)((Middle[temp_line+1]+(Rate*([temp_line][temp_line+1]))))。 } else //全丟失保持 { Middle[temp_line] = Middle[temp_line+1]。 } for(temp_line = ( 1)。 [temp_line] != (point 1))//左邊丟失 { Middle[temp_line]=(int)((Middle[temp_line+1]+(Rate*([temp_line][temp_line+1]))))。 } else if([temp_line] != 0 amp。 } } } } } if( == 1) //未找到何時(shí)的中線時(shí)保持上場(chǎng) { Keep()。42第5 章結(jié)果分析 采集到的灰度值去噪前的MATLAB仿真 去噪前MATLAB函數(shù)和仿真結(jié)果MATLAB仿真函數(shù)如下：%LastNumSum:上次數(shù)據(jù)個(gè)數(shù)% TXTName:文件名%CurrentTXTNum:當(dāng)前文件名前綴%使用說(shuō)明:只用更改更改TxTNum使之和實(shí)際待讀文件數(shù)目一直clear %清除變量TxTNum = 1。 %文件后綴Auxi = 48。 %保持當(dāng)前圖畫for temp = 49 : (TxTNum + 48)if(temp 58) CurrentTXTNum = temp。 end in = fopen(TXTName)。 %讀取數(shù)據(jù) fclose(in)。 x = LastNumSum:NumSum。)。39。% figure,imshow(ImageGray)。 %文件后綴Auxi = 48。 TXTName = strcat(CurrentTXTNum,TXTSuffix)。)。U8date = uint8(CRevDate)。)。)。圖55 直道補(bǔ)線一場(chǎng)的邊界圖圖56 彎道補(bǔ)線一場(chǎng)的邊界圖分析如下：根據(jù)小車前進(jìn)的趨勢(shì)，可以大致補(bǔ)出出現(xiàn)盲區(qū)的黑線區(qū)域，通過(guò)串口采集回來(lái)的數(shù)據(jù)（如圖55和56）分析后知效果基本理想，滿足設(shè)計(jì)要求。對(duì)補(bǔ)線的效果分析：經(jīng)過(guò)小車的反復(fù)測(cè)試，補(bǔ)線后小車誤判軌跡的情況大大降低。各種算法的適用條件，各種設(shè)備的選用標(biāo)準(zhǔn)等，我都是隨著設(shè)計(jì)的不斷深入而不斷熟悉并學(xué)會(huì)應(yīng)用的。 從不知道畢業(yè)論文怎么寫，到順利如期的完成本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，這給了我很大的信心，讓我了解專業(yè)知識(shí)的同時(shí)也對(duì)本專業(yè)的發(fā)展前景充滿信心。衷心感謝通信專業(yè)的全體老師在我求學(xué)生涯中給予我的幫助和支持。洛陽(yáng)理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)論文謝 辭衷心感謝導(dǎo)師姚惠林的指導(dǎo)，一直以來(lái)，姚老師在學(xué)習(xí)和實(shí)踐等方面給予了我諸多幫助與關(guān)懷，為我完成學(xué)業(yè)提供了一個(gè)良好的工作環(huán)境。 在設(shè)計(jì)過(guò)程中補(bǔ)線設(shè)計(jì)讓我很頭痛，原因是由于本身設(shè)計(jì)受到光照不均勻、反光的影響，這些都影響小車能否準(zhǔn)確進(jìn)行路徑識(shí)別。這是我們都希望看到的也正是我們進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)的目的所在。對(duì)二值化效果分析：采用的雙峰值法，不僅可以把灰度值轉(zhuǎn)換為簡(jiǎn)單的二值數(shù)據(jù)還可以起到初步的去噪，算法簡(jiǎn)單但效果明顯。根據(jù)補(bǔ)線的原則進(jìn)行補(bǔ)線，然后根據(jù)兩邊黑線，得出小車需要沿著中間軌跡前進(jìn)。[BW,thresh