七届飞思卡尔比赛之后，我想写点东西，算是对飞思卡尔摄像头组比赛的一点心得和看法。算是为本科阶段的比赛做个总结。
众所周知，飞思卡尔的比赛有两个关键的电路设计，电机驱动电路和道路传感器电路。对于摄像头赛题，道路传感器是现成的（当然不排除很多学校自行设计开发的摄像头比如针孔摄像头等等），重点在对于道路传感器的返回信号处理上。在这我会分析一个现有的几大处理方式，并且给我出的设计方案。 摄像头选型模拟和数字，这一直是让人不知道如何取舍的问题。模拟摄像头的高功耗，主动采光，低噪声，受人青睐。而数字摄像头的采光补偿，数字输出，低功耗也让人颇为心动。连续六届飞思卡尔比赛，都是采用16位单片机，相对于数字摄像头的大信息量。有的队伍采用了AL422B这样的FIFO（先进先出寄存器）作为信号寄存器，从而采集到更多的，更大的信息量。在80M的主频下，XS128能读取一行的点数大约为106个，我做过一个尝试，大约40行就是XS128的存储极限了，这样，不利于程序的运行和图形的分析。而那时候的模拟摄像头加二值化电路却是风靡一时。无论是清华的DA动态阈值，北科的电容迟滞比较电路，都是不可超越的经典。电压比较器，算是被用到了极致。当时淘宝上，一片北科的AD8032被炒作到20元一片，可见一斑。从固定阈值电路到带滞回的阈值电路，再到动态二值化，电路越来越复杂，随之问题也越来越多。后来，手创还利用简单的PNP反相器电路，设计了一个将PAL信号反相后比较的电压比较器。号称自动阈值，效果之烂，设计之瑕疵，处处可见。 怎么说呢，在16位单片机时代，数字摄像头确实不是很好的选择。但是，当第七届开放了32位单片机后，强大的DMA和堪称神速的兆级IO口读写速度，超大的RAM，让数字摄像头的崛起成为了可能。图像可以完全被采集和处理，处理速度也是毫厘之间，K10成为了摄像头组新的宠儿。 相比之下的模拟摄像头，由于依仗了模拟电路处理视频信号，其不灵活性，复杂性导致了各种未知问题的出现。不论是中断采集信号，还是IO读取信号的处理方式，都让XS128颇为吃力。同时多个中断的开启，对XS128更是噩梦。 总有人说，数字摄像头特性不好不好，额，好吧我同意。但是这些不厌其烦的强调数字和模拟区别的人，却忽略了最根本的一点。那就是什么是数字，什么是模拟。数字摄像头，最根本的就是CMOS元件。模拟摄像头大多是CCD元件。前面说的模拟摄像头就是CCD元件的。这种摄像头是主动采光式。而CMOS则是被动受光式。很多强调模拟信号无敌的人得嘴里，OV5116P是一个神话一般的摄像头。请注意，这个摄像头是CMOS的！换句话说，这个摄像头的图像输出是和OV7620并无二致，如果说有区别，只能是输出信号的却别。北科能用这种摄像头跑出全国之最，并不能说明数字摄像头的落伍，只能说明CMOS的强大。相比之下，我非常喜欢CMOS摄像头自动曝光功能。虽然这个功能影响了图像的动态性，但是却帮助我们轻而易举的设定固定阈值，应对各种环境，其可靠性，要远远大于自行设计的模拟电路。这是CMOS的优势。而在这个条件下，我更青睐CMOS摄像头，至于数字的OV7620还是模拟的OV5116会在下文做出分析。 信号调理电路设计首先贴出几种CMOS摄像头的图片
OV5116P OV7620
索尼CCD 基本上OV5116是最小的，最轻的，也是最简单的。 在这里，想说的就是摄像头的问题，为什么这么多学校选择OV5116，最重要的一点，线少，板子轻便。摄像头的矛盾在于失真和高度，前瞻，角度之间的矛盾。摄像头的高度越高，角度越小，或者说越趋近于平行，那么失真就越小，但是随之而来的，重心太高，采集角度太广，容易出现杂波。 上海交大采用了数字的针孔摄像头，平行安装，高度30cm+其目的就是为了得到失真小，图像范围适中的图像。 同样，优秀的智能车设计中，摄像头近乎平行放置是非常重要的，但是，这种放置的图像太过宽阔，需要人为矫正，并且这种放置方法也不利于防止光线干扰。 南方的摄像头组一般倾向于低重心，平行的数字摄像头。而北方却倾向于二值化的数字摄像头，架高。很有南北方的特色。 北方的做法确定了北方的模拟必然发展迅速，南方的做法也为南方的数字打下了基础。 个人非常赞同北方的做法，但是很不喜欢北方的调理电路，复杂多变。 CCD的采光是主动式，但是也正因如此，CCD不具有自动补偿功能，所谓的分割阈值变化，主要是来自架高摄像头带来的问题和前瞻过远的影响。所以0V5116P正是很好的解决这一问题的方法，但是同类的摄像头不止OV5116P，OV5116P的图像稳定性也并非最好，大家可以自己去探讨有没有更好的摄像头。当PAL输出信号能自动补偿后，那些复杂的外围电路就可以忽略，简单的阈值比较器足以。 另外，视频缓冲器也是很重要一部分，这相当于变相的提高了阈值电压精度，保证修PAL信号的稳定。贴一下LM1881和视频缓冲器的电路。
视频缓冲器 在这里强调一个概念PAL信号需要75欧阻抗输出，当然在智能车中无关紧要。 再来个LM393的单限比较器
当然这一切电路的基础是建立在稳定的信号输出的基础上，OV5116P并不能满足需求。
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