导言
跟着嵌入式技能的开展，依据小型便携式辨认和集群操控技能较传统计算机技能具有更宽广的使用。依据摄像头的色彩辨认技能较一般传感器定位和收集技能具有稳定性和可移动等方面的优势，在出产车间主动物料配送车的循迹以及依据色彩的物料提取中具有广泛的使用远景。而集群操控作为一种重生的操控方法，在大规模、多操控目标的操控方面具有无足轻重的作用，如太阳能发电板的集群操控、风力发电机的集群操控以及大型舞台剧中的灯火集群操控。而本文中的小车集群操控是将色彩辨认与集群操控的较好方法。小车方位及方向信息经过摄像头的色彩辨认技能获取，处理之后传送到STM32进行校验，并经过无线模块发送出去，驱动多辆小车按指定的道路行走，然后完成集群操控。
1 体系全体构架
本文中的规划体系由智能小车和摄像头操控模块两部分组成，为满意集群操控的需求选用3辆小车，小车由两轮驱动，便于内行走过程中调理方向。每辆小车搭载NRF无线模块和测速模块，能够完成小车的旋转视点丈量以及速度调整。跑道的正上方是USB摄像头，经过5m长的延长线与地上的主控板相连接。为满意数据的实时处理及多任务操控的需求，主控板选用Tiny2440四核Cortex—A9核处理器，搭载Linux体系，经过QT的规划使得操作界面漂亮易操作。为减轻处理器内核的担负以及保证传送指令的准确性，指令的校验作业由外围的STM32芯片处理，并经过nRF模块与小车通讯。体系全体结构图如图1所示。
2 硬件结构
2.1 主操控器硬件结构
Exynos 4412选用哈佛结构规划，使得数据和代码的读取速率较高，而其特有的四核处理器具有1.5 GHz的主频，使得对摄像头收集数据的处理愈加实时，并流通支撑1280× 800高清屏，可经过LCD屏指定小车道路规模，施行操控。操控器内部结构图如图2所示。
2.2 智能操控结构
智能小车关于接纳指令的实时呼应决议了终究的操控作用，本文中的智能小车选意图法半导体公司的STM32F103C8T6作为操控芯片，经过发生的PWM信号来操控直流电机的转速。在实践操控过程中需求涉及到小车的定向旋转，以及直线行进的问题，所以在小车中引入了光电红外对射管作为小车的测速模块。
当直线行进时，小车将经过测速码盘的脉冲输出来判别转速的巨细，然后作出左右轮转速的调整。一同小车会将调整的成果存入到内部Flash中作为下一次启动时的调整数据，这样只要在实践运行前做测验调整，小车就会在直线行进时，完成不同场所的阻力差错回忆。小车操控板结构图如图3所示。
2.3 小车定位方法
小车的顶部色盘有必要一同具有小车方位定位和方向定位功用。因为经过形状定位的传统方法对摄像头要求过高且辨认精度有较大差错，本规划选用两个圆盘的色彩辨认方法来完成这一功用。小车顶部色盘如图4所示。
2.4 小车的操控指令
小车的操控数据由8个字节组成，如下所示：
其间，1、2、3、8为指令校验码，4～7为指令内容。第1个字节到第3个字节表明数据头，都是0x80。第8个字节表明数据尾，是0x81。这样只要呈现数据头的字节，这以后面的内容才被小车辨认为有用的数据，使得小车正确工作。数据尾的呈现代表对小车的操控完毕。
数据内容为发送操控指令的详细方式。小车有以下几个指令。
2.5 小车搭载色盘色彩的确认
因为USB摄像头收集到的色彩数据为YUV格局，需求将其转换成RGB格局来显现。所以在确认小车搭载定位色盘的色彩时需求选定特别的色彩，以使得收集到的数据简单被分辩。本规划在原色挑选时选用Y、U、V为三维坐标轴使得色盘的YUV重量之间存在必定间隔，再经过公式将其转换成RGB基色值。
3 软件完成
3.1 主控软件体系
软件渠道为Linux Kemel 3.5、Qtopia-2.2.0;穿插编译环境为嵌入式QT、arm-linux-gcc;开发言语为C++。
3.2 色彩辨认算法
此模块在一个线程中，先读取配置文件，得到各个色彩的Y、U、V平均值，然后从摄像头获得一帧的图画，按行扫描每个像素，依据Y、U、V平均值确认Y、U、V的阀值对像素的Y、U、V值进行匹配，然后确认像素的色彩。程序把各个色彩的像素点分类，同一色彩的像素点坐标放在一同，然后算出同一色彩像素点的中心坐标。然后经过表1对应到小车的坐标。
得到3辆小车的中心点坐标和方向点坐标后，存放在内存中，供其他模块调用。摄像头收集数据流程图如图5所示。
3.3 集群防磕碰操控算法
集群小车内行走的过程中为了避免相互之间的磕碰，有必要选用相应的防磕碰办法。在本规划中选用视点与间隔来完成防磕碰操控，当小车1和2之间的间隔L
