面陣ccd

1、攝像頭工作原理攝像頭工作原理攝像頭分為黑白和彩色兩種，根據(jù)賽道特點(diǎn)，為達(dá)到尋線(xiàn)目的，只要提取到畫(huà)面的灰度信息，而不必要提取其色彩信息，所以設(shè)計(jì)中采用的是黑白攝像頭。攝像頭主要由鏡頭、圖像傳感芯片和外圍電路構(gòu)成。圖像傳感芯片是其最重要的部分，但該芯片要配以合適的外圍電路才能工作。將芯片和外圍電路制作在一塊電路板上，稱(chēng)為“單板”。若給單板配上鏡頭、外殼、引線(xiàn)和接頭，就構(gòu)成了通常所見(jiàn)的攝像頭。我們比賽用的攝像頭主要分為黑白和彩色兩種。彩色攝像

2、頭對(duì)比度比黑白的要好，對(duì)賽道不同背景色有較好的抗干擾能力，但考慮到比賽時(shí)我們只關(guān)注黑線(xiàn)的提取而不關(guān)心圖像彩色信息，所以我們只選用黑白攝像頭。接下來(lái)，我們用眼睛來(lái)打比方以說(shuō)明成像原理：當(dāng)光線(xiàn)照射景物，景物上的光線(xiàn)反射通過(guò)人的晶狀體聚焦，在視網(wǎng)膜上形成圖像，之后視網(wǎng)膜的神經(jīng)將信息傳導(dǎo)到大腦，我們就能看見(jiàn)東西了。攝像頭成像的原理和眼睛非常相似，光線(xiàn)照射景物，景物上的光線(xiàn)反射通過(guò)鏡頭聚焦，CCD圖像傳感器就會(huì)感知到圖像。而感知圖像的具體過(guò)程是這

3、樣的：攝像頭按一定的分辨率，以隔行掃描的方式采集圖像上的點(diǎn)，當(dāng)掃描到某點(diǎn)時(shí)，就通過(guò)圖像傳感芯片將該點(diǎn)處圖像的灰度轉(zhuǎn)換成與之一一對(duì)應(yīng)的電壓值，然后將此電壓值通過(guò)視頻信號(hào)端輸出。攝像頭的工作原理是：按一定的分辨率，以隔行掃描的方式采集圖像上的點(diǎn)，當(dāng)掃描到某點(diǎn)時(shí)，就通過(guò)圖像傳感芯片將該點(diǎn)處圖像灰度轉(zhuǎn)換成與灰度一一對(duì)應(yīng)的電壓值，然后將此電壓值通過(guò)視頻信號(hào)端輸出。具體而言（參見(jiàn)圖41），攝像頭連續(xù)地掃描圖像上的一行，則輸出就是一段連續(xù)的電壓信號(hào)，

4、該電壓信號(hào)的高低起伏反映了該行圖像灰度變化。當(dāng)掃描完一行，視頻信號(hào)端就輸出一個(gè)低于最低視頻信號(hào)電壓的電平（如0.3V），并保持一段時(shí)間。這樣相當(dāng)于，緊接著每行圖像信號(hào)之后會(huì)有一個(gè)電壓“凹槽”，此“凹槽”叫做行同步脈沖，它是掃描換行的標(biāo)志。然后，跳過(guò)一行后（攝像頭是隔行掃描的），開(kāi)始掃描新的一行，如此下去，直到掃描完該場(chǎng)的視頻信號(hào)，接著會(huì)出現(xiàn)一段場(chǎng)消隱區(qū)。該區(qū)中有若干個(gè)復(fù)合消隱脈沖，其中有個(gè)遠(yuǎn)寬于（即持續(xù)時(shí)間遠(yuǎn)長(zhǎng)于）其它的消隱脈沖，稱(chēng)為場(chǎng)

5、同步脈沖，它頭信號(hào)中的行同步脈沖，消隱脈沖和場(chǎng)同步脈沖。這里有兩種可行的方法。第一，直接通過(guò)單片機(jī)AD進(jìn)行提取。因?yàn)樾型矫}沖、消隱脈沖或場(chǎng)同步脈沖信號(hào)的電平低于這些脈沖以外攝像頭信號(hào)的電平，所以據(jù)此可設(shè)定一個(gè)信號(hào)電平閥值開(kāi)判斷AD采樣到的信號(hào)是否為上述三類(lèi)脈沖。第二，就是給單片機(jī)配以合適的外圍芯片，此芯片要能夠提取出攝像頭信號(hào)的行同步脈沖、消隱脈沖和場(chǎng)同步脈沖以供單片機(jī)作控制之用?？紤]到單片機(jī)的速度有限，而一些脈沖的間隔時(shí)間又較短，為

6、了減輕其處理負(fù)擔(dān)，采用了第二種方法進(jìn)行信號(hào)的時(shí)序信息，如行同步脈沖、場(chǎng)同步脈沖和奇、偶場(chǎng)信號(hào)信息等，并將它們轉(zhuǎn)換成TTL電平直接輸出給單片的IO口作控制信號(hào)之用。1881的端口接線(xiàn)方式如圖4.2所示。圖421881其中，引腳2為視頻信號(hào)的輸入端，引腳1為行同步信號(hào)輸出端（圖53中的b）。引腳3為場(chǎng)同步信號(hào)輸出端，當(dāng)攝像頭信號(hào)的場(chǎng)同步脈沖到來(lái)時(shí)，該端將變?yōu)榈碗娖?，一般維持230us，然后重新變回高電平（如圖53中的c）。引腳7為奇偶場(chǎng)同步