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ライントレースでは、「白」「黒」の２色に分ける必要があります。これを画像処理では「２値化」と言います。２値化を行う場合、ある値より大きければ「白」それ以下なら「黒」にします。そのある値を「閾値」と言います。この閾値を最適な値にすることが大変重要となります。
通常、２値化を行う場合の閾値は全体の値からヒストグラムを求め、２つのピークの間の谷間を閾値とします。マイコンカーで画像処理する場合は特に、移動しながらカメラで画像を取り込み、処理していきますので、色々な場所で光の方向や強さが変化しますので、ヒストグラムを描くことで、正確な２値化が行えます。
しかし、画像処理を行うとすれば処理能力の非力なＨ８コンピュータで、ヒストグラムを描き、２つのピーク値から閾値を算出し２値化するのは決して簡単なことではありません。 今回、少しでも処理を簡単にする方法として、「アベレージ法」で試みた。
マイコンカーラリーでは、コースの色が「白」「黒」（「灰」）とコントラストがはっきりしています。そこで、閾値を得る方法として、カメラから読み取った１ライン、１２８ドットの最大値と最低値から、平均値を計算し、この値を閾値とします。
この方法は、２つの山のピークが急峻で間隔が広い場合に適用できます。ただし、光が横から差し込んできたりして山がなだらかになったり、光量が少なく山の間隔が狭くなると、うまく２値化が出来なくなります。最近は高速なマイコンも手軽に使えるようになっていますので、ヒストグラムより解析する方法と、このアベレージ法で誤差等をいずれ調査したいと考えています。
ここに実際にラインを読みとったときのデータを示します。
ラインが８ラインを読みとっていますが、先の法と後ろの方では、平均値の値が２倍ぐらい違います。原因としてＬＥＤライトの光が距離が遠くなるほど当然、弱くなるのでその影響が考えられます。この閾値で２値化した結果が
１列目で少しノイズがありますが、ほぼ問題なく読み取れています。ただし、このデータは車体を止めてモニタしていますので、走行中のデータではありません。今のところ特に問題はありませんが、速度が高速になるとどうしても誤動作が起きます。関連を今後、調査したいと思います。
このように２値化という重要な処理をアベレージ法という簡単な方法で処理をしているので、外部から光の強さの影響を受けたくないと考えました。そこでカメラが読みとる位置に白色ＬＥＤで光を照射することで、光量を一定に保つようにしました。特にコースをくぐる場所がある時は、効果絶大です。
次回はラインの検出です
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