飞思卡尔智能车大赛技术报告

采集红外测速模块数据，PID算法运算模块、外部设备控制模块在主程序内完成。

4．2数据采集分析模块

数据采集分析模块负责外部传感器的信息采集及初步分析，此模块的输出数据将作为PID算法运算模块的输入，关系到整个运算的可靠性。因此，数据采集分析模块在数据的处理上尽可能的考虑了PID算法的需求。

4.2.1 轨道识别(CMOS)

轨道位置的确定主要依靠对CMOS传感器返回数据的分析计算。我们将8个红外传感器从左到右依次编号，左端起始为-4，右端终止为4。为了方便理解，编号0被舍弃。因为舵机角度控制部分的PID算法很大程度上依赖于探头返回数据的精度，PID算法需要输入数值具有较高的精度，所以需要对探头返回的数据进行处理。以符合PID算法的要求。

4.2.2 图像数据信息特点

摄像头的主要工作原理是：按一定的分辨率，以隔行扫描的方式采集图像上的点，当扫描到某点时，就通过图像传感芯片将该点处图像的灰度转换成与灰度成一一对应关系的电压值，然后将此电压值通过视频信号端输出。具体而言（参见图4.2），摄像头连续地扫描图像上的一行，则输出就是一段连续的电压视频信号，该电压信号的高低起伏正反映了该行图像的灰度变化情况。当扫描完一行，视频信号端就输出低于最低视频信号电压的电平（如 0.3V），并保持一段时间。这样相当于紧接着每行图像对应的电压信号之后会有一个电压―凹槽‖，此―凹槽‖叫做行同步脉冲，它是扫描换行的标志。然后，跳过一行后（因为摄像头是隔行扫描的方式），开始扫描新的一行，如此下去，直到扫描完该场的视频信号，接着就会出现一段场消隐区。此区中有若干个复合消隐脉冲（简称消隐脉冲），在这些消隐脉冲中，有个脉冲，它远宽于（即持续时间长于）其他的消隐脉冲，该消隐脉冲又称为场同步脉冲，它是扫描换场的标志。场同步脉冲标志着新的一场的到来，不过，场消隐区恰好跨在上一场的结尾部分和下一场的开始部分，得等到场消隐区过去，下一场的视频信号才真正到来。摄像头每秒扫描 25 幅图像，每幅又分奇、偶两场，先奇场后偶场，故每秒扫描 50 场图像。奇场时只扫描图像中的奇数行，偶场时则只扫描偶数行。图 4.2所示为摄像头视频信号。

图4.2 摄像头视频信号