基于STM32和机器视觉的AGV小车设计及实现

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了工人们的工作效率，同时能够对工作环境进行优化，从而促进该领域的发展。

由于目前相关信息技术、人工智能、互联网、计算机等技术的不断发展成熟，对于物料搬运自动化系统的发展也产生了较大的影响，促进了该系统性能的优化，实现将信息化、准时化、柔性化等特征融入到物料搬运自动化系统中[1]。国外很多发达国家在自动化、机械化等领域的发展是非常迅速的，因此这些国家的物料搬运已经完全实现自动化，在物料搬运中融入了远程控制操作、自动定位、RFID等高新技术，从而在一定程度上降低了工人工作压力，同时提升了物料搬运的效率。

tic Guided Vehicle)主要实现物料的搬运工作，自动导引运输车AGV(Automa该设

备为轮式移动机械，

光学、电磁等相关的检测引导设备，能够实现对设备的前进产生一定的引导作用，同时提升了设备前进的安全性，实现保护设备，目前在现代工业物流领域中，其使用较为广泛，同时已经吃呢各位计算机集成制造系统(CIMS)的主要设备。该设备在运行过程中，能够实现货物的自动装载，货物装载完成后，即可通过相应的引导装置运行到目的地，然后进行物料雪灾，属于全自动物料运输装置。该设备中包含了光学、电磁等相关的检测引导设备，能够实现对设备的前进产生一定的引导作用，同时提升了设备前进的安全性，实现保护设备，通过该设备实现物料的自动运输，从而在一定程度降低了工人的工作压力，设备的动力一般由蓄电池提供。

WMS、

目前人力成本在不断的提升，因此目前很多工业生产中开始逐渐转变为无人化、少人化的发展，从而在一定程度上降低人工成本，减少生产成本的消耗。

(3)管理更方便。

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在控制过程中，若想要改变AGV移动路线，或者扩充路线等，只需进行程序的修改即可，目前在很多生产工艺流程中，AGV系统的使用范围逐渐扩大，已经成为了工艺连接纽带，其扩展性较强。

AGV系统的运行速度可以进行控制，通常情况下其运行速度是比较低的，处于10~70m/min之间，并且该系统中，包含了微控制器，通过该控制器实现控制系

统的运行，微控制器能够实现连接本区控制器，避免产生碰撞现象，进行系统设计时，还设置了相应的定位精度传感器，该传感器的定位精度在30mm以内，保证小车在装卸、运输过程中不会产生碰撞，同时也不会产生工件卡死。 保证控制台、AGV系统之间的通信是双向的。小车只要处于控制范围内，不管其处于什么状态，控制台都能够实现将命令传输给小车，同时该命令的传输是特定的，只有固定接收者才能够接收到该命令，从而依据该命令完成相应的动作，实现移动、物料装载、卸载等，同时小车在运行过程中也能够实现向控制台传输信号，当小车产生故障时，能够将故障信号传输到控制台，实现故障管理，也可将小车目前的运行状态、蓄电池状态等信息传输给控制台。

1970年左右Webb、Clark公司开始进行AGV系统的研究，并同时取得了一定的研究成就，因此该时期内AGV技术在欧洲的发展速度非常快，在1975年左右，欧洲实现研发的AGV系统数量达到了520个，研发设计的AGV小车达到了4800台。当发展到1985年时，小车数量已经超过一万，机械制造行业的主要工业为汽车工业[9]。欧洲在1980年开始进行AGV技术的研究，而欧洲在美国的公司通

AGV技过相应的许可证以后实现将经营逐渐转移到美国境内，发展到1984年时，

术中最大的用户为通用汽车，并且在1986年时实现研发了1409台，发展到1987年，新增数量为1662台。美国相关企业在对欧洲的AGV技术进行相应的研究分

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析后，实现对其进行优化，在研究过程中，利用计算机控制系统实现AGV小车的控制，从而在一定程度上提升了小车运输量，提高了运输效率，同时小车提供了在线充电的功能，能够保证二十四小时处于运行状态[10]。日本首次进行AGV技术的研究工厂建设于是在1966年，该工厂与美国公司合资开设，发展到1988年时，AGV制造厂商数量达到了二十家以上，截止1986年，日本安装的AGV系统数量超过2312个，研发的AGV小车数量为5032台。

目前由于美国、日本、瑞典等国家的AGV技术发展迅速，很多工厂已经实现了材料生产管理的全自动化，尤其是日本AGV的设计量年增长率已经达到20%。 我国AGV系统的发展开始时是从国外引进的，以国外技术为基础进行研究，目前已经能够实现自主研发，并且掌握了相关的核心技术。

我国AGV技术的发展历程是比较短的，我国在1960年时才开始对该技术进行研究，但是由于发展速度缓慢，

起重机械研究所研发得到，在1980年时，原邮电部北京邮政科学技术研究也实现了邮政枢纽AGV系统的研发，中科院沈阳自动化研究所在1990年时生产了六台AGV汽车，并将这些汽车投入到生产装配线中使用，1996年时获得了我国科学技术进步三等奖[12]。天津理工学院在1992年时研发了核电站，通过光学实现

AGV的引导，我国的AGV技术在1995年时实现了引进韩国，代表我国自主机器

人研发技术已经开始位于国际市场中。就目前我国该技术的发展现状进行分析，我国已经实现掌握了相关导航、驱动技术，并且能够实现自主研发交通管理、车辆调度、任务系统管理等软件，能够实现自主设计AGV系统，同时经过对该系统进行深入研究后，取得了一定的研究成果[13]。我国实现自主研发的第一款无轨导航AGV小车为米克力美，该小车在研发出来以后得到了广泛关注，同时

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AGVS

作为出口导向型优先发展自动化产业。世界自动化产业需求量在2000年为700亿美元，36亿美元。

《中国制造2025》中，提出了我国由制造大国转变为制造强国相关计划，首先需要对较为先进的制造业进行发展，对于制造业而言，智能工厂物流、智能供应链的发展是非常重要的，自动化、智能化的发展能够在一定程度上降低我国物流费用率。

“中国制造2025”、智慧物流等影响下，我国的AGV机器人销售量得到了提升提升。

2017年，AGV机器人销售量为12900台，2018年，预计其销售量大于1.8万台，

实现同比增长40%。2017年销售量迅速增长的原因为市场对于新兴产业的需求量逐渐提升。

AGV技术的发展能够实现代表我国物流装备技术的发展水平。

对于AGV系统而言，导航的设计时非常重要的，同时导航技术目前在很多领域中也开始广泛使用，很多企业也开始对AGV导航技术进行研究，实现技术创新，从而满足目前市场需求。 惯性导引技术、磁带导引技术、

隐藏较好，因此在使用过程中很不会受到污染，同时其正常工作时产生的干扰信号是非常小的，成本较低，使用较为简单。 修改路径时不方便， 通过粘贴色带、涂漆等方式进行路径处理，从而利用色带图像信号处理完成小车运行的引导。

进行路线设置时比较方便，同时灵活度较高。

激光导引

通过激光扫描器发射出相应的激光束，路径上的相关标记在接收到该激光束以后，将会产生反射信号，通过三角定位原理实现对小车的方位、实际距离等进行计算，同时对小车在世界

坐标系内的位置进行计算，最终实现小车引导。

定位精确度较高，

通过CCD摄像头实现小车行驶图像的获取，同时将获取到的信息传输到计算机中，从而利

用计算机对小车行驶方向、位置进行判断。

通过二维激光扫描仪实现现场环境信息提取，同时进行导航环境绘制、地图修正，最终实现

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导航。

对小车的实际距离进行测量后，依据测量信息实现位置信息的更新；

作者在该节中主要实现本次研究内容、重点的介绍。 该节主要实现对相应的技术路线、研究方案进行介绍。

中非常重要的设备，使用一定数量的AGV能够实现依据设定好的工序进行物料的输送[21]。AGVS系统中，包含了充电系统、AGV小车、控制系统、通讯系统等几个部分。

系统实现联系外部系统，同时依据AGV运行状态、物料需求等实现利用通讯系统进行命令的调度，将相关的命令信息传输给制定AGV。AGV在接收到命令以后，开始质执行任务，执行完以此任务后等待下次任务命令的发布，在一个

AGV系统中，小车的数量可以为几十台，因此在设计控制系统时，需要将现场

分为不同的区域进行控制，在每一区域中设置相应的分站，通过总站计算机对每一区域的分站进行控制。

该系统属于自动化运输系统，其与传统物流运输系统相比较，存在以下优点

[22]

：

（1）在进行路线修改时，比较方便，该系统中，每一台小车都是运行

的，因此小车的路线都是设定的，可通过相应的管理程序实现路线更改，同时通过相应的引导方式实现引导车辆完成相应的操作，工作效率较高，同时系统的开发设计成本较低，。

（2）该系统具有较强的柔性，系统中设置了相应的定位设备、工位识别设备，能够实现精准定位，同时各设备之间具备协调工作的能力，通过通讯系统、管理系统的控制实现物流柔性控制，提高物流运输效率。

该系统具有较强的安全性，系统中安装了相应的声光报警设备，当小车在运行过程中运行路线前方设置了障碍物，小车将会在遇到障碍物之前自动停车，避免产生碰撞，因此具有较强的运行安全性。

（4）系统结构较为紧凑，空间占用率较小，该系统中，相关设施可以依据现场需求进行配置，所以该系统并不是固定不变的，从而提升了系统的柔性，依据现场常规通道、人行通道，可实现小车运行路线的随时更改。

本次设计的AGV系统中，包含了LCD显示模块、辅助装置、驱动、数传、避障、

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视觉导航、车体架构等几个模块。

铝合金的强度较大，同时其具有较强的铸造性能，密度较小，加工性能、力学性能都比较强，并且抗腐蚀能力较强，因此在很多领域中使用都非常广泛，其使用率在领域中排名第二，钢铁使用率为第一[23-24]。

导航的稳定性、精确性等将会对AGV系统运行的精确度、鲁棒性、稳定性等性能产生巨大影响。

在进行AGV设计时，需要保证小车在运行过程中不会产生碰撞现象，从而保证系统运行的安全性，目前在各个领域中，使用较为广泛的避障传感器包含了超声、激光、红外、接近觉、微波雷达等类型的传感器[27]。

中包含了急停按钮、接触式防撞保险杠两个部分，传感器将采集到的障碍物信号传输到控制器中，通过控制器对障碍物进行判断，若小车产生故障时，可通过报警模块产生报警信号，并且将该信号通过无线通讯传输到控制台中，

AGV

在进行AGV小车运动模型构建过程中，首先需要对小车驱动模式进行判断，

通过运动学分析后，才能够进行运动模型的构建。本次设计的AGV小车通过两轮差速驱动，依据两轮的差速实现方向的变化，其运动示意图为下图，将驱动轮安装在 AGV 后端，实现轴向与中心线重合，径向平行，能够实现驱动，该小车在转弯时抗热通过调整两轮差速进行控制，将其中一轮速度设置为0后，即可实现原地转向，在进行小车运动模型构建之前，需要依据其运动状态提出相应的假设条件：

①小车刚性； ②运动方向水平；

③小车运动过程中，两轮的受到的应力作用相等，与地面不会产生滑动现象； ④不考虑空气阻力。

图(2-3) AGV 运动图

上图中：

L —— 驱动轮间距； R —— 转弯半径；

Vl,Vr —— 驱动轮轮线速度；

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小车在运动过程中，其转弯方向、转弯半径都不是固定的，因此杜宇通过驱动轮速度差的调节实现小车转弯的 控制，也就是通过V (Vl-Vr )实现控制小车转弯过程。若Vl＝Vr，驱动轮转动方向相同，此时小车处于直线前进、后退的

Vr时，AGV小车曲线运动，Vl＞Vr，小运动状态，转弯半径等于0；若Vl≠车左转，不考虑车轮运动方向，Vl＜Vr，小车右转，也不考虑车轮运动方向。

小车正常运动时，假设驱动轮的直线运动速度为Vm，由车体刚性平动原理、车体结构得到Vm、Vl、Vr关系为：

当小车转弯时，其转角为ω，得到其计算表达式为：

小车运动 t时间，小车、路径中心线之间产生了e距离偏差，角度偏差

e。依据上述两个表达式即可得到小车的运动方程：

eVlVrsinet2 (2-3)

eVrVl (2-4)

tL若角度偏差e小，依据上表达式 2-4 得到角度偏差e变化率为：

deVrVl (2-5) dtL上表达式中，角度偏差变化率受路径中心线曲率变化的影响可通过进行描述，若后者不产生变化，此时中心线为直线，=0。

同理，距离偏差e变化率计算表达式：

deVlVrsinedt2 (2-6)

上表达式中，距离偏差变化率受路径中心线曲率变化的影响可通过 进行描述，若后者不产生变化，此时中心线为直线，=0。

依据

VmVlVr2，VVrVl，式(2-5)、(2-6)，实现小车状态方程的

建立，噶方程的状态变化量为e，e[31]。

100edeLV (2-7) Vm0edt0dedt当小车直线运动时，=0，=0。

依据小车状态方程可以得到，小车运动时，距离偏差e、角度偏差e的值只受到驱动轮速度差的影响，因此可通过控制两驱动轮速度差实现角度、距离偏差的控制，从而保证小车能够正常运行[32]。

大扭矩码盘减速电机

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将计算机系统集成在一块芯片上，我们将该集成芯片叫做单片机，将计算机的大部分主要器件实现集成在该芯片上，从而保证该芯片能够实现计算机的大部分功能，通常单片机中包含了外部总线系统、内存、CPU、内部总线系统等几个部分，同时还能够实现定时器、时钟、通讯接口等外部设备的集成，目前功能较为强大的单片机系统中，还实现了图像、网络、声音等系统的集成[33]。 通常我们将单片机叫做微控制器（Microcontroler），单片机在开始研发出来后，将其使用到工业领域中，实现相关生产工艺流程的控制，单片机开始出现时，芯片中只包含了CPU专用处理器，将CPU、部分外围设备实现集成在芯片上，从而减小计算机系统的体积，可以实现放置在结构较为复杂的设备中，实现控制设备的运行。依据该思想，INTEL的Z80实现了处理器的设计，处理器出现后，将专用处理器、单片机分离开[34]。

AGV智能化设计的核心为数据的实时处理，该系统中，包含了相应的处理

器，能够实现数据实时处理，该过程通过主控芯片进行控制。因此对于整个系统运行而言，主控芯片的选择是非常重要的，作者对比STM32F103、其他AGV常见的主控芯片后得到：

①相比于传统单片机，两者的成本差异是比较大的，依据片上资源进行分析，

STM32F103芯片的资源丰富度更高，因此将其作为系统的主控芯片能够实现更

多的控制功能的设计，同时由于其成本较低，因此设计得到的系统性能更高。依据数据处理能力进行分析，该芯片为32字长，而传统单片机字长为8或16，因此该芯片对数据的处理能力更强。

11等，②相比于其他32位处理器，如ARM7、该芯片的架构设计更加合理，

同时其运行时消耗的功率非常小，并且成本更低，代码密度更高，因此相较于其他32位处理器，该芯片的性价比更高[35]。

③相较于DSP芯片，DSP芯片系统频率是比较高的，同时其处理能力也很强，但是其成本高于STM32F103芯片，使用DSP芯片进行设计的系统开发效率更低，因此进行系统开发时需要的周期更长。依据上述分析，对硬件性能、成本价格等因素进行分析后，本次设计的AGV系统主控芯片选择为STM32F103。 黑色引导线，车间背景为白色，因此在运行过程中不需要对其他信息进行判断，也不需要进行彩色信息的提取，所以通过黑白摄像头进行设计，使用该类型的摄像头进行提取得到的信息，相比于彩色摄像头提取得到的信息量更多，从而导致单片机进行信息处理时更加复杂，因此选择黑白摄像头进行设计。

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MOS电荷藕合器件图像传感器：Charge Coupled Device）、C（互补性氧化金属

ary Metal-Oxide Semiconductor）两种。 半导体：Complement能够实现将接收到的光线信号转变为电荷，实现电荷的储存、转移，也能够将储存的电荷取出使用，

CCD图像传感器通过目标反射光线时携带的相关信息提取，聚焦于CCD 芯片上，

光强弱聚集在电荷上， 图像系统较为全面

通常情况下，该传感器中包含了时序逻辑、单一时钟、图像传感器核心等，同时芯片中包含了模数转换器、集合时间、增益调节等，所以在完整的CMOS 传感器中，包含了储存器、逻辑寄存器、转换器、图像阵列、定时脉冲转换器。 (3)CCD 、CMOS 传感器

的稳定性较高，同时其具备较高的灵敏度，功耗较小，响应速度非常快，在运行时，首先将路况中产生的光学信号转换为模拟电流，对其放大后，通过A/D转换器将模拟信号转变为数字信号，然后传输到主控CPU。

积分电路，一个积分电路即为一个像素点，通过SI信号、时钟CLK信号组成控制逻辑，积分电路采集到的图像灰度值与电路感应到的光强、曝光时间之间呈正比关系。曝光时，产生的光亮照射到光电二极管上时，二极管中即可产生电流，相关该像素的有源积分电路对光电流积分后，即可通过模拟开关将采样电容与积分器输出端连接，像素点在积分后，电荷量与该点光照强度及积分时间呈正比关系。

通常情况下，积分电容储存的电荷量、感光二极管采集的光强度之间具有正相关关系，像素值越小，光强越饱和，当灰度值基本为全白时，即为白电平[39]。 该系统中包含了不同的工作模块，并且模块之间的电压具有一定差异，因此在进

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行系统设计过程中，需要对煤矿需要的功率大小进行计算，同时进行电池检测系统的设计，通过该系统对电池运行进行实时监测。

能够实现对深度信息进行精确、迅速的提取，技术发展已经较为成熟，同时设计成本较低，但是该技术中，还是存在一定的探测盲区，尤其是传感器、障碍物之间具有一定角度时，将会使AGV控制器检测到的信息不正确，导致碰撞[42]。红外传感器

激光传感器是新型传感器，其能够实现无接触的对距离较远的物体进行测量，测量速度非常快，同时具有高精度、大量程的特性，其在运行过程中对外界产生的干扰信号具有一定的屏蔽作用，功率较大。因此能够实现对距离较远的目标进行定位，使用传感器进行检测能够实现在一定程度上提升有用信号信噪比，从而提升系统检测精确度，所以该传感器目前在该领域中已经得到了广泛关注[44]。 超声波测距模块设计是，通过渡越时间检测方法进行设计，运行原理[45]：通过主控芯片进行驱动信号的发布，计时器接收到该信号后开始计时，此时发射探头产生超声波，该超声波通过接受探头进行接收，接收到超声波信号时，计时结束，依据空气中超声波传输时间计算探头、待测物之间距离，超声波测量速度是非常快的，因此可实现在较短时间内进行多次测量，从而提升测量精确度，本次设计的系统中，将晶振频率设置为12MHz，从而保证时钟频率稳定，测量误差小。 传感器与AGV小车测量精度、范围、工作温度、光亮度等相关要求都是吻合的，同时其成本较低，

通过IO口TRIG实现距离检测的触发，产生触发信号时，高电平信号最小10us；（2）通过该传感器模块实现8个40khz方波的自动发送，对返回信号进行检测；（3）在接收到返回信号时，利用IO口ECHO输出高电平，设置其持续时间等

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于超声波发射、返回时间。距离=（高电平时间*声速（340M/S））/2。该模块的使用非常方便，通过控制口实现超过10US高电平的发射，接收口等待输出高电平，当有输出时，开始计时，该口输出低电平，实现对计时器时间进行读取，该时间即为超声波通过该距离的时间，依据该时间即可进行超声波传输距离的计算。

依据工作电源的不同，可以将电动机分为交流、直流两种类型，交流电动机中，包含了三相、单相两种类型的电动机。

50kg.cm

本次设计的AGV小车中，通过调整两驱动轮差速，实现对小车运动方式进行控制，

调速功能，小车能够沿引导路径顺利前行。本次设计中包含了脉冲宽度调制(PWM)，

其工作原理是：调整接通脉宽，实现对直流电机电枢占空比进行控制，实现对电枢电压均值进行调整，最终实现电机转速的控制，保证

如下图。PWM控制即固定开关通断周期T，对器件导通时间t1进行调整，从而实现输出电压均值。

与本次设计的要求吻合，系统中通过闭环PWM调速实现电机转速的控制，从而控制小车运行速度，使其运行更加稳定。在控制系统中，反馈闭环控制

l）为基本控制形式，控制过程中，依据被控量反（feedback or closed loopcontro馈信息实现控制过程的调整[50]。

若无法完全提取到被控对象的参数、结构信息，无法得到被控对象的精确数学模

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型时，需要通过经验来实现控制器参数的设置，该条件下，即可通过PID控制技术进行控制。

误差进行微分、比例、积分运算后，得到综合控制量，依据该控制量实现对电机转速进行控制，目前在很多领域中，对于PID 控制的应用是比较广泛的，其控制较为方便，同时具有较高的鲁棒性，能够实现精确模型的建立。

直流电机转速闭环控制

上图中，速度传感器一般为光电编码器、旋转编码器、测速发电机等设备，本次设计中，选择增量式光电编码器进行设计，其与直流电机匹配较为合适，通过M测频法实现计算电机转速，直流电机驱动编码器输出A相与控制板连接，使用软件实现对50ms内产生的脉冲数量M进行计算，

计算数据库、中间件、射频读写器、电子标签，其中射频读写器的覆盖半径较大，其运行过程中，其间隔一段时间后检测覆盖区域，当检测到电子标签时，将其生成记录。同时将该检测到的电子标签放置在外界环境已知位置上，当其中一个射频读写器检测到待测对象携带的电子标签时，即可依据相应的覆盖范围、安装位置对待测对象所处的实际位置进行判断[52,

使用该器件进行定位时，主要通过光电效应实现定位过程，光敏晶体管中，照度、

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输出电流具有线性特征，当AGV小车、目标点的间距逐渐减小时，照度增大，光敏器件输出增加，即可实现AGV定位控制。该器件的检测范围较广，检测距离超过200mm，但是检测得到的结果精确度较小，同时其定位时，产生的输出较小，标定不方便[54]。

涡流传感器测量精度较高，同时能够对较大范围内的目标进行检测，同时能够实现位移量的检测，使用该方法定位精度很高，该传感器中，主要通过线圈进行检测，线圈的尺寸、形状将会对传感器检测的范围、精度产生很大的影响，通常定位检测范围超过100mm，因此该传感器的尺寸较大[55]。线圈通过电流时，产生相应的电磁场，利用电磁场实现坐标位置引导。

传感器中包含光电对管，当其工作时，通过接收管接收环境中的红外信号，AGV运行到目标位置时，

，同时包含了集成控制平台，从而实现对AGV的运行过程进行控制，能够实现任务的创建、生成路径、对其运行路线进行控制，同时能够实现跟踪传送功能，结合AGV、生产管理、自动化物流等系统，实现对AGV任务进行合理分配，同时进行路径的选择，提升运行管理安全性。

本次设计中，选择美国Keil Software公司研发的51兼容单片机进行系统设计，程序设计语言为C语言，相比于汇编语言，C语言的功能、结构、性能等方面更加优秀。Keil中包含了库管理、链接器、C编译器、宏汇编等几个部分，可实现对系统进行仿真调试，从而完成系统的开发设计。Keil

次设计的系统很合适[58]。

C51工具包结构，C51 for Windows、for Dos集成开发环境(IDE）nμiVsi为o、

Ishell，通过该环境能够实现系统的调试、仿真、编译、连接等，设计者通过其

他编译器、IDE实现汇编、C源文件的编辑。同时利用C51、C51编译器实现将该源文件转变为目标文件（.obj）。通过LIB51 可实现目标文件的建立，同时生

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成相应的库文件，可通过L51 实现连接库文件，最终生成绝对目标文件(.abs）。通过OH51可实现将abs文件转换为hex 文件，从而利用dScope51 、tScope51 调试器实现源代码调试，该过程也可通过仿真器完成，或者将程序直接储存到

EPROM。

分割法原理：进行不同特征阈值的设置，实现将图像像素点分类，目前使用较为广泛的方法为灰度值划分，将大于该阈值的灰度值设置为路径，其余灰度值设置为背景，但是使用该方法进行设计时，要求阈值的设置合理性较高，因此对于该方法的使用而言，最主要的是阈值的判断。

阈值设为T，以该阈值为接线，实现将图像中所有的灰度值分为两个部分，大于

T、不大于T，将不大于阈值的像素部分设置为目标，黑色，其余为背景，设置为白色，将目标图像从整个背景中分离。

该方法的电性算法为线性滤波算法，设置一个模板加入到目标像素中，该模板中，包含了目标像素为中心相邻的8个像素，将其设置为滤波模板，但是模板中不包含目标像素，对模板像素平均值进行计算，使用该值代替原本像素值，均值滤波即线性滤波，一般使用邻域平均法进行分析，通过计算一个平均值，取代原本的像素值。假设待处理像素点为（x，y)，依据该像素点确定模板，模板中包含该像素点周围像素，对模板平均像素值进行计算，得到的平均值即为待测像素点的

∑f(x，y) ，其中m为模像素值，图像处理后，该点灰度g(x，y)，g(x，y)=1/m ·板内像素数量[61]。 该系统

通过内部控制逻辑简化操作过程，只需要通过时钟信号、连续输入信号即可进行操作。

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开始N20ms时间到否YCCD采集数据计算曝光时间数据处理结束

计算曝光时间设置曝光量+e曝光量调节器线性CCD-计算实际曝光量AD转换 参考资料

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开始N1ms中断到否Y毫秒计数器TimerCnt20ms加1计算曝光点曝光点等于TimerCnt20msY开始曝光NTimerCnt20ms等于20YNTimerCnt20ms清零，20ms标志位置位结束

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开始计算动态阈值图像二值化滤波提取黑线坐标N黑线宽度大于45Y提取黑线中心点坐标黑线标志位置位结束

在进行线性传感器调试时，由于调试不方便，因此蓝宙电子实现研发了调试软件CCDView，使用传感器进行信号的采集，利用串口将该信号传输到上位机

CCDView软件内，该软件对数据进行分析后，通过曲线、灰度条两种方式将数

据显示在屏幕上，从而方便用户观察，用户可依据这些数据实现传感器标定、镜头焦距调试等操作[63]。

实现以图像的方式将CCD传感器采集到的数据显示出来。

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条形码：通过灰度方式将CCD数据显示出来，一个竖条即为一个数据。 曲线图：设置CCD数据偏移为横坐标，灰度值32~255为纵坐标。

PWM测试原理：输出频率较高0/1信号，1为δ，即占空比，由于受到外围积分

元件的影响，得到输出电压效果为δ×A（A高电平电压）。对占空比进行调整，即可实现控制输出电压，最终实现控制电机转速。

远程控制系统、车载控制系统的设计，同时通过模块化方式实现设计系统软件。 小车完成了自动报警、卸货、巡线、载货等操作。

但受到作者本人理论知识方面，因此该设计中还存在很多的缺陷，在后续设计中将会逐渐完善。

无法实现对所有方位上的障碍物进行检测，所以在进行设计时，可增加超声波传感器数量，从而实现全方位检测，避免小车产生碰撞现象，优化避障功能。 论文选题是给予了我很多建议、意见，从而帮助我选择合适的论文题目，同时在论文设计过程中，我遇到了很多问题，也犯了很多错误，老师都非常认真的帮助我改正错误，同时鼓励我，帮助我，让我能够顺利完成本次论文的设计，同时教导我，

在进行论文设计过程中给予了我很多建议，并且给我提出了很多最新控制理论研究方法，在繁忙的工作中抽出时间给我讲解知识点，同时教导我解决问题的方法，帮助我客服困难，从而让我在本次设计中能够围绕设计重点进行研究，因此在论文的最后，我要向老师表示真诚的感谢，感谢老师在血学业中、生活上给予我的帮助，同时感谢老师在生活中也教导我很多做人的道理，老师的教诲我在以后的生活中将铭记于心，并且时刻鞭策自己，努力生自己，让自己成长的更加优秀。 同时我还要对我的校外导师表示真诚的感谢。

我提出的问题，同时在进行论文设计过程中也给予了我很多修改意见，让我的论

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文设计更加顺利，设计过程中也不断

最后感谢各位评审老师在百忙中抽空对我的论文进行评审，感谢你们的指导，谢谢！

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