【正文】 在圖像識(shí)別方面 的算法要進(jìn)一步研究，提高采樣頻率，盡可能的朝工業(yè)級(jí)小車發(fā)展 實(shí)現(xiàn)。 為了保證系統(tǒng)穩(wěn)定可靠的運(yùn)行， 該 系統(tǒng)中引入看門狗技術(shù)，因?yàn)榇嬖诙鄠€(gè)分立的單片機(jī)模塊，所以每個(gè)單片機(jī)和微處理器都根據(jù)自己主循環(huán)時(shí)間的長(zhǎng)度設(shè)置看 門狗時(shí)間，當(dāng)單片機(jī)不受控的時(shí)候會(huì)自動(dòng)復(fù)位，增加了系統(tǒng)的安全性。 4）多種接口方式，該模塊提供了總共 5 種接口包括： 6800、 8080 兩種并行接口方式、 3 線或 4 線的穿行 SPI 接口方式， IIC 接口方式（只需要 2 根線就可以控制 OLED 了）。 8 圖 為 STM32 的 JTAG 仿真接口電路，在一個(gè)復(fù)雜系統(tǒng)中，軟件調(diào)試往往很花費(fèi)時(shí)間，如果系統(tǒng)上留有 JTAG 接口，可以通過 JTAG 對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行在線調(diào)試，可以讓程序單步執(zhí)行，從而可以查看程序的運(yùn)行路徑，很容易定位軟件中的邏輯錯(cuò)誤，提高開發(fā)效率。這兩個(gè)電壓源用 直流電源通過穩(wěn)壓模塊獲得。可以認(rèn)為，對(duì)數(shù)字圖像進(jìn)行區(qū)別分類其實(shí)質(zhì)就是對(duì)圖像進(jìn)行模式識(shí)別。方案 選擇CMOS 黑白攝像頭 ，增加 了 小車 前瞻距離，豐富了道路信息采集 ，提高了尋跡精度。 它們 在社會(huì)各個(gè)領(lǐng)域的實(shí)際應(yīng)用主要有以下幾個(gè)方面： 1）海洋開發(fā)：世界各國(guó)在海洋的石油開采多用到水下機(jī)器人，例如美國(guó)的 AUSS和法國(guó)的 EPAVLARD，水下機(jī)器人分為有纜和無纜兩大類，它們主要應(yīng)用于海底勘查、海底管道和電纜的敷設(shè)、救撈作業(yè)和大壩的檢查。 智能控制技術(shù) 隨著人工智能和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，已經(jīng)有可能把自動(dòng)控制和人工智能以及系統(tǒng)科學(xué)中一些有關(guān)學(xué)科分支（如系統(tǒng)工程、系統(tǒng)學(xué)、運(yùn)籌學(xué)、信息論）結(jié)合起來，建立一種適用于復(fù)雜系統(tǒng)的控制理論和技術(shù)。 1975 年 EMI 公司又成功研制出全身用的 CT 裝置 ， 獲得了人體各個(gè)部位鮮明清晰的斷層圖像。本人授權(quán) 大學(xué)可以將本學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文。對(duì)本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。 數(shù)字圖像處理技術(shù)取得的另一個(gè)巨大成就是在醫(yī)學(xué)上。 進(jìn)入 21 世紀(jì) ， 隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅猛發(fā)展和相關(guān)理論的不斷完善 ， 數(shù)字圖像處理技術(shù)在許多應(yīng)用領(lǐng)域受到廣泛重視并取得了重大的開拓性成就。 例如海洋開發(fā)、空間探測(cè)、地質(zhì)勘探、醫(yī)療保健、娛樂服務(wù)等行業(yè)均提出了自動(dòng)化的要求。 該作品摒棄 了傳統(tǒng)的紅外光電管傳感器尋跡 方法 ， 采用價(jià)廉物美的 CMOS 傳感器來實(shí)現(xiàn)圖像尋跡，用 CortexM3 內(nèi)核的 STM32 做主控芯片， 采用 PID 算法，更加智能精確的控制小車電機(jī)轉(zhuǎn)速和方向 ，實(shí)現(xiàn)了性能穩(wěn)定并且識(shí)別率高的智能尋跡小車。對(duì)于圖像處理來說 ，輸入是圖像，輸出 3 （即經(jīng)過處理后的結(jié)果）也是圖像。 針對(duì)上述兩種尋跡方案， 該論文 選擇攝像頭傳感器尋跡，所采用的 CMOS 攝像頭是一種以 CMOS 感光器件為主的高分辨率、低功耗圖像傳感器，為了減少硬件系統(tǒng)開銷，選用數(shù)據(jù)量較少的黑白攝像頭也可滿足要求。 圖 STM32 主控板時(shí)鐘電路 圖 STM32 復(fù)位電路 圖 STM32 JTAG 仿真接口電路 圖 為 STM32F103ZET6 的是 時(shí) 鐘 電 路 ， OSC 為高速時(shí)鐘，為STM32F103ZET6 內(nèi)核和外部設(shè)備提供工作時(shí)鐘。 該系統(tǒng) 10 中 使用的是 OLED 顯示模塊，該模塊有以下特點(diǎn)： 1）模塊有單色和雙色兩種可選，單色為純白色，而雙色則為黃藍(lán)雙色。 圖 攝像頭傳感器采集圖像 流程圖 控制直流電機(jī)速度和方向模塊 主控板對(duì)于攝像頭反饋回來 的圖像信號(hào)進(jìn)行處理，二值化處理后可以得到路徑返回來的數(shù)據(jù)值，加上 PID 算法子程序模塊后，判斷不同的數(shù)據(jù)值實(shí)現(xiàn)電機(jī)加減速，在平穩(wěn)的速度下實(shí)現(xiàn)方向的改變，在這個(gè)過程中，同時(shí)也要兼顧圖像的不斷采集，這樣才能實(shí)時(shí)控制小車不斷前進(jìn) ，如圖 所示 。 16 圖 41 圖像識(shí)別尋跡小車的硬件平臺(tái) 17 5 總結(jié)和展望 該 論文 研究了基于嵌入式的圖像識(shí)別尋跡小車，并對(duì)電源模塊、圖像傳感器檢測(cè)模塊 、 主控板模塊、直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊、圖像顯示模塊等經(jīng)行了研究，主要完成了以下工作： 1）介紹了 OV7620 攝像頭的兩種采集圖像的方法，最終得到了適合 該 系統(tǒng)的圖像采集方法； 2）驗(yàn)證了兩種尋跡方案、電源模塊供電方案以及大功率電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路，最終確定出 該 系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)效果的最佳方案； 3） 詳細(xì)地介紹了系統(tǒng)控制器的軟硬件設(shè)計(jì)方法，并完成了所有模塊的硬件制作和軟件設(shè)計(jì)； 4）完成了初步的軟硬件整合和調(diào)試，達(dá) 到了預(yù)期的初步效果。借此機(jī)會(huì)，我謹(jǐn)向王懷興老師致以深深的謝意。 2） 電源模塊開始是直接給 L298 模塊供電，這樣這個(gè) L298 模塊就不受電源開關(guān)控制了，發(fā)現(xiàn)這個(gè)問題后就馬上對(duì)電源開關(guān)電路進(jìn)行改進(jìn)， 使得電源開關(guān)對(duì)整個(gè)作品的模塊電源起控制作用。這里使用的是 4 線串行（ SPI）方式， 4 先串口模式使用的信號(hào)線有如下幾條： CS ： OLED 片選信號(hào)。 L298N 是 SGS 公司的產(chǎn)品，內(nèi)部包含 4 通道邏輯驅(qū)動(dòng)電路。 圖 7805 線性穩(wěn)壓芯片應(yīng)用電路 從電路中可以看出，線性穩(wěn)壓電源的外圍電路相對(duì)簡(jiǎn)單，節(jié)省 PCB 板空間。故圖像識(shí)別是在上述分割后的每個(gè)部分中，找出它的形狀及紋理特征，以便對(duì)圖像進(jìn)行分類，并對(duì)整個(gè)圖像做結(jié)構(gòu)上的分析。 關(guān)鍵詞： 智能尋跡小車， OV7620，圖像識(shí)別， CortexM3 Abstract： Traditional intelligent tracing car mainly adopts infrared photocell sensor to realize the recognition of road track, but sampling points are less, and measurement results are influenced by factors such as ground color, smoothness, so path identification is not accurate. Paper puts forward a tracing scheme based on image recognition, it improved the car forward distance, greatly enriched the way to collect information. In o rder to reduce the cost of hardware system, we choose CMOS black and white camera specially, the camera’s image information data quantity is less, low power consumption. And PID algorithm was adopted to realize the accurate control of DC motor speed and direction, make intelligent tracing car more stable. Finally, the thesis summarizes the contents, and I put forward some constructive Suggestions about realization of tracing the car industry and made a prospect for the future research and development. Key words: intelligent tracing car， OV7620， image recognition， CortexM3 目 錄 1 緒論 ................................................................................................................................... 1 論文內(nèi)容概述 ......................................................................................................... 1 OV7620 攝像頭采集圖像思路 ................................................................................ 2 圖像處理與圖像識(shí)別 ............................................................................................. 2 2 尋跡小車硬件設(shè)計(jì) ........................................................................................................... 4 系統(tǒng)組成 ................................................................................................................. 4 尋跡方案的設(shè)計(jì) ..................................................................................................... 4 電源設(shè)計(jì) ................................................................................................................. 5 主控模塊設(shè)計(jì) ......................................................................................................... 6 電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊設(shè)計(jì) ..