CN103986886A - 一种基于线性ccd模块的赛道信息采集电路 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于线性CCD模块的赛道信息采集电路，包括电源模块以及分别与所述电源模块连接的接口电路模块、图像采集传感器模块和信号放大模块。所述图像采集传感器模块优选使用TSL1401芯片，并配合适合于智能车竞赛赛道信息采集的镜头能够采集到稳定的赛道信息，前瞻较远，能在较远距离采集到赛道黑线，且黑线与背景压差较大，继而用简单的算法就可提取黑线位置信号。同时电路结构简单，易于组合安装，也有助于智能车爱好者在此基础上进行自主创新性设计。

Description

一种基于线性CCD模块的赛道信息采集电路

技术领域

本发明涉及一种赛道信息采集电路，具体地是一种基于TLS1401线性CCD模块的赛道信息采集电路。

背景技术

目前，随着高校对学生动手实践能力培养的重视，越来越多的高校组织学生参加全国智能汽车大赛等类似的智能车比赛，通过参加比赛，使学生的实践能力得到提高。智能车竞赛中一般都采用黑线来作为赛道标记，学生在参赛过程中的光电组必须使用线性CCD，但是参赛者在使用的过程中会遇到线性CCD与镜头不匹配的问题、调焦问题、以及两边图像较暗的问题，这些会导致无法获得稳定的赛道信息。这些问题的存在给参赛者带来很多的麻烦，给学生的学习带来了很多不可知的问题，影响学生的学习成长。

鉴于上述缺陷，实有必要设计一种能够采集到稳定的赛道信息的采集电路结构。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于现有技术中的赛道信息采集电路无法获得稳定的赛道信息。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：

一种基于线性CCD模块的赛道信息采集电路，包括电源模块以及分别与所述电源模块连接的接口电路模块、图像采集传感器模块和信号放大模块，所述接口电路模块依次连接所述图像采集传感器模块和所述信号放大模块，所述信号放大模块将放大信号反馈给所述接口电路模块。

其中所述接口电路模块包括第一滤波电容C6、第一限流电阻R2、第一LED指示灯D1、第一滤波电感L1、第一电阻R3、第一分压电阻R7和第一接口P1；所述第一滤波电容C6、所述第一限流电阻R2和所述第一LED指示灯D1分别与所述电源模块连接，所述第一滤波电容C6与所述第一接口P1的第一脚、第三脚、第五脚、第七脚连接后接地，所述第一限流电阻R2与所述第一LED指示灯D1的正极串联后接地；所述第一滤波电感L1与所述第一接口P1的第八脚连接，所述第一接口P1的第六脚串接所述第一分压电阻R7后输出时钟信号给所述图像采集传感器模块，所述第一接口P1的第四脚与所述第一电阻R3串接后输出曝光时间信号给所述图像采集传感器模块，所述第一接口P1的第二脚与所述信号放大模块的输出端连接。

所述图像采集传感器模块包括第二图像采集芯片IC1和第二滤波电容C1，所述第二滤波电容C1的一端接所述电源模块，所述第二滤波电容C1的另一端接地；所述第二图像采集芯片IC1的第四脚连接所述电源模块，所述第二图像采集芯片IC1的第二脚与所述第一分压电阻R7连接，接收所述时钟信号，所述第二图像采集芯片IC1的第一脚与所述第一电阻R3连接，接收所述曝光时间信号，所述第二图像采集芯片IC1的第六脚和第七脚接地，所述第二图像采集芯片IC1的第三脚与所述信号放大模块连接。

进一步地所述信号放大模块包括第三放大器U1B、第三滤波电容C2、第四滤波电容C3、第五滤波电容C5、第三电阻R1、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6和第六电容C4；所述第三放大器U1B的第八脚和所述第三滤波电容C2分别与所述电源模块连接，所述第三滤波电容C2的另一端接地；所述第六电阻R6一端与所述第二图像采集芯片IC1的第三脚串接，一端与所述第三放大器U1B的第五脚连接；所述第三放大器U1B的第六脚串接所述第四电阻R4后接地，所述第六电容C4和所述第五电阻R5并联，一端与所述第三放大器U1B的第六脚连接，另一端与所述第三放大器U1B的第七脚连接；所述第三放大器U1B的第四脚接地，所述第三放大器U1B的第七脚与所述第三电阻R1串接后输出放大信号反馈给所述第一接口P1的第二脚，所述第三电阻R1与所述第四滤波电容C3串接后接地。

进一步地所述第二图像采集芯片IC1为TLS1401芯片。

进一步地所述第三放大器U1B为TLV2462芯片。

进一步地所述电源模块的输出电压为3V或5V。

进一步地所述放大信号的放大倍数为11倍。

采用上述技术方案，本发明至少包括如下有益效果：

本发明所述的一种基于线性CCD模块的赛道信息采集电路，包括电源模块以及分别与所述电源模块连接的接口电路模块、图像采集传感器模块和信号放大模块。所述图像采集传感器模块优选使用TSL1401 芯片，并配合适合于智能车竞赛赛道信息采集的镜头能够采集到稳定的赛道信息，前瞻较远，能在较远距离采集到赛道黑线，且黑线与背景压差较大，继而用简单的算法就可提取黑线位置信号。同时电路结构简单，易于组合安装，也有助于智能车爱好者在此基础上进行自主创新性设计。

附图说明  

图1为本发明所述的一种基于线性CCD模块的赛道信息采集电路的原理框图；

图2为本发明所述的一种基于线性CCD模块的赛道信息采集电路的电路图。

具体实施方式  

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

如图1至图2所示，为符合本发明的一种基于线性CCD模块的赛道信息采集电路，包括电源模块以及分别与所述电源模块连接的接口电路模块、图像采集传感器模块和信号放大模块，所述接口电路模块依次连接所述图像采集传感器模块和所述信号放大模块，所述信号放大模块将放大信号反馈给所述接口电路模块。

其中所述接口电路模块包括第一滤波电容C6、第一限流电阻R2、第一LED指示灯D1、第一滤波电感L1、第一电阻R3、第一分压电阻R7和第一接口P1；所述第一滤波电容C6、所述第一限流电阻R2和所述第一LED指示灯D1分别与所述电源模块连接，所述第一滤波电容C6与所述第一接口P1的第一脚、第三脚、第五脚、第七脚连接后接地，所述第一限流电阻R2与所述第一LED指示灯D1的正极串联后接地。通过上述的接地设置，可以提高信号传输过程的抗干扰能力。所述第一滤波电感L1与所述第一接口P1的第八脚连接，所述第一接口P1的第六脚串接所述第一分压电阻R7后输出时钟信号给所述图像采集传感器模块，所述第一接口P1的第四脚与所述第一电阻R3串接后输出曝光时间信号给所述图像采集传感器模块，所述第一接口P1的第二脚与所述信号放大模块的输出端连接。

所述图像采集传感器模块包括第二图像采集芯片IC1和第二滤波电容C1，所述第二滤波电容C1的一端接所述电源模块，所述第二滤波电容C1的另一端接地；所述第二图像采集芯片IC1的第四脚连接所述电源模块，所述第二图像采集芯片IC1的第二脚与所述第一分压电阻R7连接，接收所述时钟信号，所述第二图像采集芯片IC1的第一脚与所述第一电阻R3连接，接收所述曝光时间信号，所述第二图像采集芯片IC1的第六脚和第七脚接地，所述第二图像采集芯片IC1的第三脚与所述信号放大模块连接。

所述信号放大模块包括第三放大器U1B、第三滤波电容C2、第四滤波电容C3、第五滤波电容C5、第三电阻R1、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6和第六电容C4；所述第三放大器U1B的第八脚和所述第三滤波电容C2分别与所述电源模块连接，所述第三滤波电容C2的另一端接地；所述第六电阻R6一端与所述第二图像采集芯片IC1的第三脚串接，一端与所述第三放大器U1B的第五脚连接；所述第三放大器U1B的第六脚串接所述第四电阻R4后接地，所述第六电容C4和所述第五电阻R5并联，一端与所述第三放大器U1B的第六脚连接，另一端与所述第三放大器U1B的第七脚连接；所述第三放大器U1B的第四脚接地，所述第三放大器U1B的第七脚与所述第三电阻R1串接后输出放大信号反馈给所述第一接口P1的第二脚，所述第三电阻R1与所述第四滤波电容C3串接后接地。其中所述第三放大器U1B的第五脚为同相端，所述第三放大器U1B的第六脚为反相端。经实践测试，选用本实施例所述的基于线性CCD模块的赛道信息采集电路并配合适合于智能车竞赛赛道信息采集的镜头能够采集到稳定的赛道信息，前瞻较远，能在较远距离采集到赛道黑线，且黑线与背景压差较大，继而用简单的算法就可提取黑线位置信号。由于所述镜头的选用为本领域技术人员的常规技术手段，且不是本实施例的创新点所在，故此处不再赘述。

优选地所述第二图像采集芯片IC1为TLS1401芯片，所述第三放大器U1B为TLV2462芯片，所述电源模块的输出电压为3V或5V，所述放大信号的放大倍数为11倍。由于本实施例所述的多个电阻的阻值的设置为本领域技术人员常规技术手段，故此处不再赘述。本领域技术人员应当知晓，上述所述的技术方案均为优选的实施方案，旨在为了可以充分实施本实施例，任何显而易见的器件替换和数据变化均在本实施例的保护范围之内。

本实施例所述的一种基于线性CCD模块的赛道信息采集电路，包括电源模块以及分别与所述电源模块连接的接口电路模块、图像采集传感器模块和信号放大模块。所述图像采集传感器模块优选使用TSL1401 芯片，并配合适合于智能车竞赛赛道信息采集的镜头能够采集到稳定的赛道信息，前瞻较远，能在较远距离采集到赛道黑线，且黑线与背景压差较大，继而用简单的算法就可提取黑线位置信号。同时电路结构简单，易于组合安装，也有助于智能车爱好者在此基础上进行自主创新性设计。

以上对本发明的一个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明创造的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明创造的实施范围。凡依本发明创造申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。

Claims (6)

1.一种基于线性CCD模块的赛道信息采集电路，其特征在于：包括电源模块以及分别与所述电源模块连接的接口电路模块、图像采集传感器模块和信号放大模块，所述接口电路模块依次连接所述图像采集传感器模块和所述信号放大模块，所述信号放大模块将放大信号反馈给所述接口电路模块；

其中所述接口电路模块包括第一滤波电容C6、第一限流电阻R2、第一LED指示灯D1、第一滤波电感L1、第一电阻R3、第一分压电阻R7和第一接口P1；所述第一滤波电容C6、所述第一限流电阻R2和所述第一LED指示灯D1分别与所述电源模块连接，所述第一滤波电容C6与所述第一接口P1的第一脚、第三脚、第五脚、第七脚连接后接地，所述第一限流电阻R2与所述第一LED指示灯D1的正极串联后接地；所述第一滤波电感L1与所述第一接口P1的第八脚连接，所述第一接口P1的第六脚串接所述第一分压电阻R7后输出时钟信号给所述图像采集传感器模块，所述第一接口P1的第四脚与所述第一电阻R3串接后输出曝光时间信号给所述图像采集传感器模块，所述第一接口P1的第二脚与所述信号放大模块的输出端连接；

所述图像采集传感器模块包括第二图像采集芯片IC1和第二滤波电容C1，所述第二滤波电容C1的一端接所述电源模块，所述第二滤波电容C1的另一端接地；所述第二图像采集芯片IC1的第四脚连接所述电源模块，所述第二图像采集芯片IC1的第二脚与所述第一分压电阻R7连接，接收所述时钟信号，所述第二图像采集芯片IC1的第一脚与所述第一电阻R3连接，接收所述曝光时间信号，所述第二图像采集芯片IC1的第六脚和第七脚接地，所述第二图像采集芯片IC1的第三脚与所述信号放大模块连接。

2.如权利要求1所述的基于线性CCD模块的赛道信息采集电路，其特征在于：所述信号放大模块包括第三放大器U1B、第三滤波电容C2、第四滤波电容C3、第五滤波电容C5、第三电阻R1、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6和第六电容C4；所述第三放大器U1B的第八脚和所述第三滤波电容C2分别与所述电源模块连接，所述第三滤波电容C2的另一端接地；所述第六电阻R6一端与所述第二图像采集芯片IC1的第三脚串接，一端与所述第三放大器U1B的第五脚连接；所述第三放大器U1B的第六脚串接所述第四电阻R4后接地，所述第六电容C4和所述第五电阻R5并联，一端与所述第三放大器U1B的第六脚连接，另一端与所述第三放大器U1B的第七脚连接；所述第三放大器U1B的第四脚接地，所述第三放大器U1B的第七脚与所述第三电阻R1串接后输出放大信号反馈给所述第一接口P1的第二脚，所述第三电阻R1与所述第四滤波电容C3串接后接地。

3.如权利要求2所述的基于线性CCD模块的赛道信息采集电路，其特征在于：所述第二图像采集芯片IC1为TLS1401芯片。

4.如权利要求2或3所述的基于线性CCD模块的赛道信息采集电路，其特征在于：所述第三放大器U1B为TLV2462芯片。

5.如权利要求4所述的基于线性CCD模块的赛道信息采集电路，其特征在于：所述电源模块的输出电压为3V或5V。

6.如权利要求5所述的基于线性CCD模块的赛道信息采集电路，其特征在于：所述放大信号的放大倍数为11倍。