基于攝像頭的路徑信息采集系統(tǒng)的簡(jiǎn)易設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

鑒于MC9S12DG128是HCS12系列單片機(jī)的一種，片內(nèi)設(shè)有增強(qiáng)型定時(shí)器(ECT)，具有輸入捕捉功能，可通過(guò)捕捉系統(tǒng)時(shí)鐘脈沖來(lái)檢測(cè)導(dǎo)引線。這樣，計(jì)算單片機(jī)相應(yīng)階段內(nèi)輸入捕捉系統(tǒng)時(shí)鐘脈沖的個(gè)數(shù)就能反映當(dāng)前的路徑信息。系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)如圖3所示。

系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

視頻信號(hào)同步分離：視頻信號(hào)分離電路主要采用視頻同步分離芯片1881，電路原理圖如圖４所示。先將經(jīng)過(guò)預(yù)處理的視頻信號(hào)通過(guò)一個(gè)濾波電路接至LM1881的2腳，為了濾除雜波，匹配阻抗，C4選取0.1μF，C2取510pF，R2取620Ω。１腳輸出行同步信號(hào)，３腳輸出場(chǎng)同步信號(hào)，在實(shí)際運(yùn)用中，二者存在高頻干擾，所以必須加上低通濾波器。

選行電路：在一場(chǎng)視頻信號(hào)中共掃描312.5行，沒有必要每一行都進(jìn)行采樣，只需要選擇性的采集特定行，計(jì)算出跑道的大致形狀，同時(shí)也為后續(xù)處理留出時(shí)間。該部分電路主要由一片二進(jìn)制計(jì)數(shù)器74LS161實(shí)現(xiàn)，原理圖如圖5所示。對(duì)行使能信號(hào)控制行同步信號(hào)的開關(guān)，通過(guò)對(duì)撥碼開關(guān)的設(shè)置，可對(duì)行同步2、4、8、16分頻，選擇采集不同的行。本文在調(diào)試過(guò)程中設(shè)置成4分頻。

二值化電路

視頻信號(hào)的二值化主要由芯片MAX941完成，通過(guò)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的阻值來(lái)改變閾值電壓。經(jīng)反復(fù)試驗(yàn)本文將閾值定在2.55V。防止黑色導(dǎo)引線的邊界處出現(xiàn)毛刺干擾，在二值化輸出端加上RC低通濾波電路。電路圖如圖6所示。

時(shí)序關(guān)系：在上述幾個(gè)電路模塊中，使用了門電路、計(jì)數(shù)器、比較器，使原有的時(shí)序關(guān)系發(fā)生了變化，后續(xù)編程處理和系統(tǒng)的可靠性受到挑戰(zhàn)。在比較器的輸出端加入兩片非門，增大延時(shí)，情況得到改善。最后得到的時(shí)序關(guān)系如圖7所示。其中a為場(chǎng)同步，b為行同步，c是經(jīng)過(guò)4分頻后的行同步信號(hào)，d為二值化后的視頻信號(hào)，包含著路徑信息。