1.入环的函数
（1）搜上下边线
搜上下边线，处理圆环的时，可以利用上下边线的特点。
uint8_t UpdownSideGet(uint8_t imageInput[OV7725_UART_H][OV7725_UART_W], uint8_t imageOut[2][OV7725_UART_W])
{
uint8_t i = 0, j = 0;
uint8_t last = OV7725_UART_H/2;
imageOut[0][OV7725_UART_W-1] = 0;
imageOut[1][OV7725_UART_W-1] = OV7725_UART_H-1;
//从图像中间行 从中到下 从中到上 扫描
//处理中间单独那一列的上下边线
for(i = last; i >= 0; i--)
{
if(!imageInput[i][OV7725_UART_W/2])
{
imageOut[up][OV7725_UART_W/2] = i;
break;
}
}
for(i = last; i < OV7725_UART_H; i++)
{
if(!imageInput[i][OV7725_UART_W/2])
{
imageOut[down][OV7725_UART_W/2] = i;
break;
}
}
//其他列的上下边线
//从中到左
for(i = OV7725_UART_W/2-1; i > 0; i--)//遍历每一列
{
imageOut[up][i] = 0;
imageOut[down][i] = OV7725_UART_H-1;
for(j = imageOut[0][i+1] + 5; j > 0; j--)//一列中的扫描每行 从上列的行数+10开始向上扫描
{
if(!imageInput[j][i])
{
imageOut[up][i] = j;
break;
}
}
for(j = imageOut[1][i+1] - 5; j < OV7725_UART_H; j++)
{
if(!imageInput[j][i])
{
imageOut[down][i] = j;
break;
}
}
}
//从中到右
for(i = OV7725_UART_W/2+1; i < OV7725_UART_W-1; i++)
{
imageOut[up][i] = 0;
imageOut[down][i] = OV7725_UART_H-1;
for(j = imageOut[0][i-1] + 5; j > 0; j--)
{
if(!imageInput[j][i])
{
imageOut[up][i] = j;
break;
}
}
for(j = imageOut[1][i-1] - 5; j < OV7725_UART_H; j++)
{
if(!imageInput[j][i])
{
imageOut[down][i] = j;
break;
}
}
}
return 0;
}
（2）找凸起的弧
找凸起的弧，用于圆环的检测。如下图红色的线。
RoundaboutGetArc函数中传入的num代表着，要检测的这个圆弧大小，要求这个圆弧包含多少个点。
以左圆环为例：
先判断边线丢不丢线，不丢线再进行下一步。由于是遍历一幅图像左边线数组的每一行，我们就找这样一个特征：它下面连续递减点的个数+它上面连续递减点的个数+跟它横坐标一样大的点的个数 >=我们设定的值。这个就是我们认为的圆弧
/*!
* @brief 判断左右边线是否存在弧形
* 输出的 index 圆弧的顶点位置
* @param imageInput ： 二值图像信息
* @param imageOut ： 边线数组
* @param status ： 1：左边线 2：右边线
* @param num ： 圆弧的大小 用点数表示 （连续N个增 连续N个减）
* @return 1 有弧线 0 没弧线
*/
uint8_t RoundaboutGetArc(uint8_t imageSide[OV7725_UART_H][2], uint8_t status, uint8_t num,uint8_t* index)
{
int i = 0;
uint8_t inc = 0, dec = 0, n = 0;
switch(status)
{
case 1:
for(i = START_H-2; i > END_H; i--)
{
//没有丢线
if(imageSide[i][0] != 1 && imageSide[i+1][0] != 1)
{
if(imageSide[i][0] == imageSide[i+1][0])
{
n++;
continue;
}
if(imageSide[i][0] > imageSide[i+1][0])
{
inc++;
inc+=n;
n=0;
}
else
{
dec++;
dec+=n;
n=0;
}
/* 有弧线 */
if(inc > num && dec > num)
{
*index = i + num;
return 1;
}
}
else
{
inc = 0;
dec = 0;n=0;
}
}
break;
case 2:
for(i = START_H-2; i > END_H; i--)
{
if(imageSide[i][1] != OV7725_UART_W-1 && imageSide[i+1][1] != OV7725_UART_W-1)
{
if(imageSide[i][1] == imageSide[i+1][1])
{
n++;
continue;
}
if(imageSide[i][1] > imageSide[i+1][1])
{
inc++;
inc+=n;
n = 0;
}
else
{
dec++;
dec+=n;
n=0;
}
/* 有弧线 */
if(inc > num && dec > num)
{
*index = i + num;
return 1;
}
}
else
{
inc = 0;
dec = 0;n=0;
}
}
break;
}
return 0;
}
（3）两点之间补线
/*!
* @brief 补线处理
*
* @param imageSide : 边线
* @param status : 1：左边线补线 2：右边线补线
* @param startX : 起始点 列数
* @param startY : 起始点 行数
* @param endX : 结束点 列数
* @param endY : 结束点 行数
*
* @return
*
* @note endY 一定要大于 startY
*
*/
void ImageAddingLine(uint8_t imageSide[OV7725_UART_H][2], uint8_t status, uint8_t startX, uint8_t startY, uint8_t endX, uint8_t endY)
{
int i = 0;
// 直线 x = ky + b
float k = 0.0f, b = 0.0f;
switch(status)
{
case 1://左补线
{
k = (float)((float)endX - (float)startX) / (float)((float)endY - (float)startY);
b = (float)startX - (float)startY * k;
for(i = startY; i < endY; i++)
{
imageSide[i][0] = (uint8_t)(k * i + b);
}
break;
}
case 2://右补线
{
k = (float)((float)endX - (float)startX) / (float)((float)endY - (float)startY);
b = (float)startX - (float)startY * k;
for(i = startY; i < endY; i++)
{
imageSide[i][1] = (uint8_t)(k * i + b);
}
break;
}
}
}
（4）判断上线是否单调
/*!
* @brief 判断上边线是否单调
* @param X1 :起始X点
* @param X2 :终止X点 X1 < X2
* @param imageIn ： 边线数组
*
* @return 0：不单调or错误， 1：单调递增， 2：单调递减
*
* @note
*
* @see
*
* @date 2021/11/30 星期二
*/
uint8_t RoadUpSide_Mono(uint8_t X1, uint8_t X2, uint8_t imageIn[2][OV7725_UART_W])
{
uint8_t i = 0, num = 0;
for(i = X1; i < X2-1; i++)
{
if(imageIn[0][i] >= imageIn[0][i+1])
num++;
else
num = 0;
if (num >= (X2-X1)*4/5)
return 1;
}
for(i = X1; i < X2-1; i++)
{
if(imageIn[0][i] <= imageIn[0][i+1])
num++;
else
num = 0;
if (num >= (X2-X1)*4/5)
return 2;
}
return 0;
}
2.找圆环
找圆环的特征，以左圆环为例，要求“左边线有弧，右边线单调”。左边线有弧已经说过了，这里的“右边线单调”：需要右边线在一定的横坐标范围内单调的点数大于我们设定的值，才认为是这里的“右边线单调”。
uint8_t RoadIsRoundabout(uint8_t Upimage[2][OV7725_UART_W], uint8_t imageInput[OV7725_UART_H][OV7725_UART_W], uint8_t image[OV7725_UART_H][2], uint8_t *flag)
{
uint8_t i = 0;
errL=0, errR=0;
leftState = 0, rightState = 0;
count = 0;
uint8_t num = 0, py;
// 从车头往前 左边线是否单调
for(i = START_H-2; i > END_H; i--)
{
if(image[i][0] == 1)
continue;
if(image[i][0] >= image[i+1][0]) // i是Y坐标值 0 是图像左线X坐标
{
if(image[i][0]<OV7725_UART_W/2 - 5)
num++;
else
num = 0 ;
if(num == 50)
{
num = 0;
leftState = 1; // 左单调标志
break;
}
}
else
{
num = 0;
}
if(i <= END_H+1) // 清0
num = 0;
}
errL = RoundaboutGetArc(image, 1, round_size, &py);
errR = RoundaboutGetArc(image, 2, round_size, &py);
// 右边线是否单调
for(i = START_H-2; i > END_H; i--)
{
if(image[i][1] == OV7725_UART_W-1)
continue;
if(image[i][1]<= image[i+1][1])
{
if(image[i][1]>OV7725_UART_W/2 + 5)
num++;
else
num = 0 ;
if(num == 50)
{
num = 0;
rightState = 1;
break;
}
}
else
{
num = 0;
}
if(i <= END_H+1)
num = 0;
}
// 左边单调， 检测右侧是否是环岛
if(leftState == 1 && rightState == 0 && errL == 0)
{
count = 0;
if(RoundaboutGetArc(image, 2, round_size, &count))
{
*flag = 1;
return 1;
}
else
{
return 0;
}
}
/* 右边单调， 检测左侧是否是环岛 */
if(rightState == 1 && leftState == 0&& errR == 0)
{
count = 0;
if(RoundaboutGetArc(image, 1, round_size, &count))
{
*flag = 2;
return 2;
}
}
return 0;
}
3.补线入环出环
右环为例，左环也是一样，对称写（右环为奇数状态，左环为偶数状态）。目前已经找到圆环，进入状态1。
状态1：找到圆环后，补一条线，保证车子直走。一直检查圆弧还在不在，直到弧消失了，就进入状态3。
状态3：让车子一直往右拐，一直拐到上线单调的时候。进入状态5
这个还没拐成，要继续拐。
拐到这种时候，就已经进入圆环口了，可以不用拐了。
在圆环内，都是这种图像，正常走就行了，之后的状态就是出圆环了。
状态5：出圆环，找右边凸起的位置+下线全是最低点这种情况，然后补一条线，让车子向左拐。一直拐到上线单调的时候，进入状态7.
一直拐
拐到上线单调了，进入状态7。
状态7：加大力度拐，拐到上线不单调的时候，就出圆环正常行驶了。
参考代码
具体要根据车子的速度和摄像头选择图像的大小来确定里面的参数文章来源：https://www.toymoban.com/news/detail-860214.html
void RoundaboutProcess(uint8_t imageInput[OV7725_UART_H][OV7725_UART_W], uint8_t imageSide[OV7725_UART_H][2], uint8_t UpdowmSide[2][OV7725_UART_W], uint8_t* state)
{
uint8_t i = 0, err5 = 0;
uint8_t pointX = 0, pointY = 0, inc = 0, dec = 0;
uint8_t flag= 0, Down_flag = 0;
static uint8_t finderr = 0;
static uint8_t err1 = 0;
switch(*state)
{
//奇数为入右圆环
case 1:
// 检查弧线
err1 = RoundaboutGetArc(imageSide, 2, 3, &pointY);
// 有弧线 进行补线 连接弧线最右点 和 图像左下角
if(err1)
{
pointX = imageSide[pointY][1];
ImageAddingLine(imageSide, 2, pointX, pointY, OV7725_UART_W-1, START_H);
finderr = 1;
}
else
{
if(finderr)
*state = 3;//准备进入环岛
}
break;
/* 发现左环岛 环岛出口处补线 */
case 3:
for(i=1;i<OV7725_UART_H-1;i++)
{
ImageSide[i][0]= ImageSide[i][0]+50;
}
if(RoadUpSide_Mono(30, OV7725_UART_W-1,UpdowmSide) == 1)//上线单调增进入下一步
*state = 5;
break;
case 5 :
err5 = RoundaboutGetArc(imageSide, 1, 10, &pointY);
//检查下线
for(i = OV7725_UART_W-1; i > 0; i--)
{
if(UpdowmSide[1][i] == 119)
inc++;
else
dec++;
if( dec <= 15)
{
Down_flag = 1;
break;
}
}
flag = RoadUpSide_Mono(20, OV7725_UART_W,UpdowmSide);
if(flag && err5 && Down_flag)
{
*state = 7;
}
break;
case 7:
ImageAddingLine(imageSide, 1, 80, 10, 0, START_H);
flag = RoadUpSide_Mono(50, OV7725_UART_W,UpdowmSide);
if(flag==0)
{
*state = 0;
finderr = 0;
err1 = 0;
}
有问题可以私聊我咯~
可以加企鹅群 658476482 交流
另外承接各种单片机设计~文章来源地址https://www.toymoban.com/news/detail-860214.html
到了这里，关于智能车摄像头算法——圆环元素的文章就介绍完了。如果您还想了解更多内容，请在右上角搜索TOY模板网以前的文章或继续浏览下面的相关文章，希望大家以后多多支持TOY模板网！
