智能車相關問題----答海軍工程大學劉小虎老師

1、CCD二值化常用除了取平均值外,還有雙峯直方圖和大津法,雙峯直方圖法是指在CCD128個像素點中,把它從按灰度值從小到大排列,因爲賽道有白有黑,白色跑道上的灰度值都比較大,但即使都在白的上面,白色之間像素點灰度值也有差異,那到底取白色灰度值區間裏面哪一個值作爲白色灰度值呢,是白的最大值,還是白的最小值,或者白色部分的平均,若是取白色部分的一個最大灰度值作爲白色部分,有可能因爲白色賽道某個點反光,取到最大值255,這顯然不合理,所以爲了排除一些干擾情況,我們取白色賽道特徵代表灰度值的時候,不是取一個點而是取白色部分在某一區間分佈最多的點,以這個區間的灰度值作爲白色特徵代表點,比如CCD照在正常賽道上,第50個點到底90個點照在白色賽道上,從左到右像素點依次爲210,212.................230,235,228........................215,220,假設在區間220~230內,總共有20個點,其它點分佈在其它區間內,但點數不超過20,那麼我們就把220或者230作爲白色部分的特徵點,因爲分佈在它附件的最多,它最能代表白色的灰度值,反之,取黑色部分的代表點也一樣,把黑色部分和白色部分的特徵代表點取出來以後,取平均值作爲閾值,然後二值化;

 

 

2、對於全白或者全黑,指的是在CCD有效點內,所有點灰度值都很高或者很低,這種情況只有在特定賽道,如直道或者直角黑帶,當然如果你有幾個CCD,最遠的前瞻90+,這種情況下,遠前瞻在大多數賽道下都會出現全黑,我的處理是這樣的把CCD全照在黑帶上,看用雙峯直方圖算出來的閾值,這個值會很小,因爲我的CCD採集的是10AD,,我測出的是350,所以只有當閾值大於350時我才進行接下來的搜線處理,因爲用全黑的閾值處理出來的左右線,偏差都是錯的,全白也一樣,把CCD對着十字路口全白賽道看看閾值算出來是什麼,同全黑一樣處理,因爲我的車用了3CCD,所以當全黑或者全白時候,我採用的是切換前瞻巡線,優先選擇最近前瞻有效的CCD巡線;

 

 

3、對於廣角120度的鏡頭40cm前瞻下白色賽道大概佔用40個點左右,CCD兩邊死區大概爲15點左右,相當於有30個點沒用,我們用的時候是當一邊沒有線的情況下,直接用死區邊界作爲CCD的某一邊界,來巡線,沒有補線,可以算下這個時候的偏差,可以達到25+,這個偏差已經足夠讓車來打角了,但是如果是90度或者71度的鏡頭,白色賽道上的點就佔70以上,若不補線,偏差是不夠讓車打對應彎道的,補線的時候對於非直立車可按照固定賽道寬度來補線,但是直立車由於車角度變化,需要結合角度標定路寬,然後補線

 

4、十字路口,全白,一般處理是保持上次打角過去的,前提是你的車走線很流暢,進十字路口姿態好,盲跑一段也可以過去,由於我的車用的是3CCD,前瞻分別問30,45,90,所以我能保證在十字路口,每一階段我的車只少有一個CCD能找到正確的線;

 

 

5,對於多個CCD,除了對於特殊賽道判斷外,正常跑的過程中,當三個CCD都有效的情況下,我的偏差是動態加權的,這個加權是按速度分配的,相當於我的車速度是根據賽道給定

直道,彎道,直角、單線、坡道等速度,但是我的打角是按照當前測回來的實時速度來給的,當車實時速度跑的越快時,我希望我的車看的越遠越好,所以偏差有效的看的越遠的CCD偏差權值給的越大,得到的偏差越大,實時速度慢的時候,遠的CCD權值越小,得到的最終偏差也越小,我這樣處理能保證我的車在快速和丟速的情況下,走線都很好,基本走的都是中線,不會切彎,也沒見繞外環;

 

6、對於轉向時候的微分項的處理我們用的是不完全微分,隔了4場圖像,大概車走了10cm+,能夠反映賽道變化

Steer_p=(1+angle*p_rate)*steer_kp;//轉向P跟隨角度,角度向前爲負,角度越大,轉向P越大

steer_d=(1+ABS(error[0]-error[4])*d_rate)*steer_kd;

轉向的輸出爲:

Steer_Value=steer_p*error[0]+steer_d*(error[0]-error[4]);

相當於P是根據角度來動態調整的,D是根據偏差變化率來動態調整的,具體調節p_rated_rate兩個參數就可以。

 

 

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                                                           武漢科技大學餘義

                                                           2015129

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