智能车相关问题----答海军工程大学刘小虎老师

1、CCD二值化常用除了取平均值外，还有双峰直方图和大津法，双峰直方图法是指在CCD的128个像素点中，把它从按灰度值从小到大排列，因为赛道有白有黑，白色跑道上的灰度值都比较大，但即使都在白的上面，白色之间像素点灰度值也有差异，那到底取白色灰度值区间里面哪一个值作为白色灰度值呢，是白的最大值，还是白的最小值，或者白色部分的平均，若是取白色部分的一个最大灰度值作为白色部分，有可能因为白色赛道某个点反光，取到最大值255，这显然不合理，所以为了排除一些干扰情况，我们取白色赛道特征代表灰度值的时候，不是取一个点而是取白色部分在某一区间分布最多的点，以这个区间的灰度值作为白色特征代表点，比如CCD照在正常赛道上，第50个点到底90个点照在白色赛道上，从左到右像素点依次为210,212.................230,235,228........................215,220,假设在区间220~230内，总共有20个点，其它点分布在其它区间内，但点数不超过20，那么我们就把220或者230作为白色部分的特征点，因为分布在它附件的最多，它最能代表白色的灰度值，反之，取黑色部分的代表点也一样，把黑色部分和白色部分的特征代表点取出来以后，取平均值作为阈值，然后二值化；

 

 

2、对于全白或者全黑，指的是在CCD有效点内，所有点灰度值都很高或者很低，这种情况只有在特定赛道，如直道或者直角黑带，当然如果你有几个CCD，最远的前瞻90+，这种情况下，远前瞻在大多数赛道下都会出现全黑，我的处理是这样的把CCD全照在黑带上，看用双峰直方图算出来的阈值，这个值会很小，因为我的CCD采集的是10位AD,，我测出的是350，所以只有当阈值大于350时我才进行接下来的搜线处理，因为用全黑的阈值处理出来的左右线，偏差都是错的，全白也一样，把CCD对着十字路口全白赛道看看阈值算出来是什么，同全黑一样处理，因为我的车用了3个CCD，所以当全黑或者全白时候，我采用的是切换前瞻巡线，优先选择最近前瞻有效的CCD巡线；

 

 

3、对于广角120度的镜头40cm前瞻下白色赛道大概占用40个点左右，CCD两边死区大概为15点左右，相当于有30个点没用，我们用的时候是当一边没有线的情况下，直接用死区边界作为CCD的某一边界，来巡线，没有补线，可以算下这个时候的偏差，可以达到25+，这个偏差已经足够让车来打角了，但是如果是90度或者71度的镜头，白色赛道上的点就占70以上，若不补线，偏差是不够让车打对应弯道的，补线的时候对于非直立车可按照固定赛道宽度来补线，但是直立车由于车角度变化，需要结合角度标定路宽，然后补线

 

4、十字路口，全白，一般处理是保持上次打角过去的，前提是你的车走线很流畅，进十字路口姿态好，盲跑一段也可以过去，由于我的车用的是3个CCD，前瞻分别问30,45,90，所以我能保证在十字路口，每一阶段我的车只少有一个CCD能找到正确的线；

 

 

5，对于多个CCD,除了对于特殊赛道判断外，正常跑的过程中，当三个CCD都有效的情况下，我的偏差是动态加权的，这个加权是按速度分配的，相当于我的车速度是根据赛道给定

直道，弯道，直角、单线、坡道等速度，但是我的打角是按照当前测回来的实时速度来给的，当车实时速度跑的越快时，我希望我的车看的越远越好，所以偏差有效的看的越远的CCD偏差权值给的越大，得到的偏差越大，实时速度慢的时候，远的CCD权值越小，得到的最终偏差也越小，我这样处理能保证我的车在快速和丢速的情况下，走线都很好，基本走的都是中线，不会切弯，也没见绕外环；

 

6、对于转向时候的微分项的处理我们用的是不完全微分，隔了4场图像，大概车走了10cm+，能够反映赛道变化

Steer_p=(1+angle*p_rate)*steer_kp;//转向P跟随角度，角度向前为负，角度越大，转向P越大

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

转向的输出为：

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

相当于P是根据角度来动态调整的，D是根据偏差变化率来动态调整的，具体调节p_rate和d_rate两个参数就可以。

 

 

欢迎海军工程大学过来交流！！！

 

 

                                                           武汉科技大学余义

                                                           2015年12月9日