基于攝像頭的路徑信息采集系統的簡易設計與實現

鑒于MC9S12DG128是HCS12系列單片機的一種，片內設有增強型定時器(ECT)，具有輸入捕捉功能，可通過捕捉系統時鐘脈沖來檢測導引線。這樣，計算單片機相應階段內輸入捕捉系統時鐘脈沖的個數就能反映當前的路徑信息。系統的實現如圖3所示。

系統實現

視頻信號同步分離：視頻信號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。先將經過預處理的視頻信號通過一個濾波電路接至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，３腳輸出場同步信號，在實際運用中，二者存在高頻干擾，所以必須加上低通濾波器。

選行電路：在一場視頻信號中共掃描312.5行，沒有必要每一行都進行采樣，只需要選擇性的采集特定行，計算出跑道的大致形狀，同時也為后續處理留出時間。該部分電路主要由一片二進制計數器74LS161實現，原理圖如圖5所示。對行使能信號控制行同步信號的開關，通過對撥碼開關的設置，可對行同步2、4、8、16分頻，選擇采集不同的行。本文在調試過程中設置成4分頻。

二值化電路

視頻信號的二值化主要由芯片MAX941完成，通過調節滑動變阻器的阻值來改變閾值電壓。經反復試驗本文將閾值定在2.55V。防止黑色導引線的邊界處出現毛刺干擾，在二值化輸出端加上RC低通濾波電路。電路圖如圖6所示。

時序關系：在上述幾個電路模塊中，使用了門電路、計數器、比較器，使原有的時序關系發生了變化，后續編程處理和系統的可靠性受到挑戰。在比較器的輸出端加入兩片非門，增大延時，情況得到改善。最后得到的時序關系如圖7所示。其中a為場同步，b為行同步，c是經過4分頻后的行同步信號，d為二值化后的視頻信號，包含著路徑信息。