基于摄像头的智能寻迹机器人设计

"这篇技术报告来自于第五届“飞思卡尔”杯全国大学生智能汽车竞赛，由南京邮电大学的小强队参与，主要讲述了他们利用摄像头进行路径询迹的机器人设计。报告详细介绍了从机械结构设计、硬件电路搭建到图像处理及控制策略的全过程，同时还涵盖了智能车的调试和开发平台的构建。" 在该报告中，首先，作者们讨论了摄像头在机器人导航中的应用。通过摄像头采集赛道图像，然后进行图像分析，识别路径，这一过程对于机器人自主导航至关重要。单片机在此起到了核心控制作用，根据图像处理的结果来调整机器人的行驶轨迹，实现精确的询迹和导航。 在机械设计方案部分，报告详细阐述了车辆的总体结构，包括前轮参数的调整，如主销后倾角、主销内倾角、车轮外倾角和前轮前束等，这些参数的设定直接影响到车辆的稳定性和操控性。此外，摄像头的安装位置和角度，舵机的布局以及车模的技术参数都是关键要素。 硬件电路部分，报告深入讲解了摄像头的选型，电源电路设计，包括5V、6V和12V电源电路，以及视频同步信号分离电路、图像处理电路和电机驱动电路的构造。这些电路确保了摄像头能够正常工作，并将采集到的图像信息转化为可供单片机处理的数据。 图像处理及控制策略是报告的核心。图像处理包含了图像采集、二值化、图像校正、黑线提取及去噪等步骤，这些步骤使得机器人能够识别赛道线路。控制策略方面，采用了速度双增益控制和速度分配策略，通过PD参数调整实现对舵角的有效控制，并确定了最佳参考行的选择，建立了舵机转角与参考行位置之间的关系。 智能车的调试和开发平台部分，报告提到了在线监控调试系统，包括串口数据绘图、回放数据截图和静态截图功能，以及智能车实时监控系统的具体设计，这些工具对于优化车辆性能和解决调试过程中遇到的问题起到了关键作用。 最后，报告总结了项目经验并对未来进行了展望，可能涉及技术的进一步改进和新挑战的应对。 这篇技术报告全面展示了基于摄像头的询迹机器人设计流程，对于学习和理解嵌入式系统、图像处理和机器人控制技术具有很高的参考价值。